JAVA程序設(shè)計(jì)課件：第5章 類與類的關(guān)系

第5章

類與類的關(guān)系

5.1類與類的關(guān)系

5.2類的繼承

5.3抽象類與抽象方法

5.4接口5.5包

5.1類與類的關(guān)系使用關(guān)系

包含關(guān)系

繼承關(guān)系

類間的使用關(guān)系當(dāng)類A需要從

B類對(duì)象中獲得信息時(shí)，稱類A與類B之間存在使用關(guān)系。一般情況下，當(dāng)在類A的一個(gè)方法中創(chuàng)建、接收或返回類B的對(duì)象時(shí)，稱類A使用類B。TestPerson.java…getName()setName()…main(){創(chuàng)建Person類對(duì)象調(diào)用Person類的方法}TestPerson類Person類使用包含關(guān)系

當(dāng)類A中的一個(gè)屬性是類B的對(duì)象時(shí)，稱類A與類B存在包含關(guān)系，包容關(guān)系是一個(gè)“有一個(gè)”關(guān)系，如果類A包含類B，可以稱類A中有一個(gè)類B。

例如car類和engine類

//域定義Enginee；intspeed;…Engine類Car類包含繼承關(guān)系繼承是面向?qū)ο蟮囊粋€(gè)重要特性，當(dāng)類A是類B的特例時(shí)，稱類A繼承了類B。子類與父類之間存在“是一個(gè)”的關(guān)系，子類繼承自父類，因此子類也是一個(gè)父類。

吉普車是汽車的一個(gè)特例，它具有汽車的屬性，同時(shí)具有自己的一些特性。

Employer類Manager類5.2類的繼承

存在兩個(gè)類：類A與類B，如果類B中擁有類A中所有的域與方法，就稱這兩個(gè)類之間存在繼承關(guān)系，并稱類B繼承于類A。其中，類B被稱為子類，類A叫做超類（superclass），也叫做基類（baseclass）或父類（parentclass）。

子類繼承父類的屬性時(shí)，不能改變父類中類成員的訪問(wèn)權(quán)限，即繼承自父類中類成員的權(quán)限在子類中仍然保持不變。

自然界生物類的繼承關(guān)系圖

子類的創(chuàng)建和使用

類繼承是用關(guān)鍵字extends來(lái)實(shí)現(xiàn)的

publicclassWorkerextendsPerson{…}子類父類TestInheritance.java

類繼承的傳遞性類繼承具有傳遞性，如果類B繼承類A，而類C又繼承類B，那么類C中不僅擁有類B中的所有成員，還擁有類A中的所有成員。

域的隱藏

父類A和子類B中都定義了名稱相同的成員變量x，稱為域的隱藏。在域的隱藏中，子類和父類中的該變量名稱必須相同，而變量的類型可以不同Java規(guī)定，當(dāng)執(zhí)行從父類繼承的方法時(shí)，處理的是繼承自父類的變量；當(dāng)子類執(zhí)行由自己定義的方法時(shí)，處理的是自己定義的成員變量，而將繼承自父類的名稱相同的域隱藏起來(lái)。

classA{

intx=3;publicvoidm(){x++;

System.out.println(“thexofAis”+x);}}classBextendsA{

intx=20;publicvoidn(){x--;

System.out.println(“thexofBis”+x);}}classB{intx;intx;//從類A繼承的域

publicvoidm(){//從類A繼承方法

x++;System.out.print(“thexofAis”+x);}publicvoidn(){x--;

System.out.println(“thexofBis”+x);}}等價(jià)于//類A的x//類B的x域的隱藏類中發(fā)生域的隱藏后，子類中的域覆蓋了父類中同名的域，如果想要訪問(wèn)被隱藏的域，必須在域前面添加前綴，前綴用關(guān)鍵字super加圓點(diǎn)操作符。B.java

方法的覆蓋

方法的覆蓋是在子類和父類中方法名相同、參數(shù)表相同和返回值類型相同的方法，這時(shí)，子類中的方法將會(huì)覆蓋父類中的同名方法。

子類和父類中的方法必須滿足以下三個(gè)條件才能實(shí)現(xiàn)方法的覆蓋：相同的方法名相同的方法返回類型相同的參數(shù)表，即參數(shù)的個(gè)數(shù)、順序和參數(shù)的類型必須完全相同。

super關(guān)鍵字關(guān)鍵字super在Java中，表示當(dāng)前對(duì)象的直接父類，是當(dāng)前對(duì)象的直接父類對(duì)象的引用。在類繼承中，使用super關(guān)鍵字可以訪問(wèn)超類中子類隱藏的域和被子類覆蓋的方法。程序V.java

繼承關(guān)系中的構(gòu)造方法在類繼承過(guò)程中，子類繼承了父類的所有成員，但是子類不能顯式使用父類的構(gòu)造方法。例如：Vb=newA();//錯(cuò)誤的用法

子類對(duì)父類構(gòu)造方法的繼承遵循下面的規(guī)則：創(chuàng)建子類對(duì)象實(shí)例時(shí)，系統(tǒng)可以自動(dòng)調(diào)用父類的無(wú)參數(shù)構(gòu)造方法初始化屬于父類的數(shù)據(jù)。對(duì)于父類中帶參數(shù)的構(gòu)造方法，系統(tǒng)不能自動(dòng)調(diào)用它們，只能通過(guò)在子類構(gòu)造方法中使用關(guān)鍵字super進(jìn)行調(diào)用，并且，super語(yǔ)句必須是子類構(gòu)造方法中的第一個(gè)可執(zhí)行語(yǔ)句UseConstru.java

類對(duì)象之間的類型轉(zhuǎn)換

類作為一種復(fù)合數(shù)據(jù)類型，與基本數(shù)據(jù)類型的變量一樣，不同類型的類對(duì)象之間也可以進(jìn)行類型轉(zhuǎn)換。類型轉(zhuǎn)換也分為顯式類型轉(zhuǎn)換和隱式類型轉(zhuǎn)換。

類型轉(zhuǎn)換只能在父類對(duì)象和子類對(duì)象之間進(jìn)行父類與子類對(duì)象之間的類型轉(zhuǎn)換規(guī)則是：類對(duì)象轉(zhuǎn)換為父類類型時(shí)，可以進(jìn)行隱式類型轉(zhuǎn)換和顯式類型轉(zhuǎn)換。父類對(duì)象轉(zhuǎn)換為子類類型時(shí)，必須進(jìn)行顯式類型轉(zhuǎn)換。例如：Bref_b，b=newB();Aa;a=b;ref_b=(B)a;類型轉(zhuǎn)換的一個(gè)問(wèn)題如果在程序中創(chuàng)建父類A的對(duì)象，將它進(jìn)行類型轉(zhuǎn)換為子類類型B。雖然編譯時(shí)不會(huì)出錯(cuò)，運(yùn)行時(shí)將會(huì)拋出一個(gè)異常。

Java.lang.ClassCastException將D.java改為如下代碼：classD{publicstaticvoidmain(String[]args){Bref_b;Aa=newA();ref_b=(B)a;…}}

classD{publicstaticvoidmain(String[]args){Bref_b;Bb=newB();Aa;a=b;ref_b=(B)a;…}}類型轉(zhuǎn)換的一個(gè)問(wèn)題為了避免這種情況發(fā)生，可以采用instanceof運(yùn)算符來(lái)檢查對(duì)象是不是要轉(zhuǎn)換類的實(shí)例。將上面類D的代碼改為如下代碼，在進(jìn)行類型轉(zhuǎn)換時(shí)，先進(jìn)行類型檢查，避免了異常的發(fā)生：classD{publicstaticvoidmain(String[]args){Bref_b;Aa=newA();if(ainstanceofB){ref_b=(B)a;

System.out.println("a.x="+a.x);

System.out.println("ref_b.x="+ref_b.x+",ref_b.y="+ref_b.y);}}}抽象類與抽象方法

在面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)中，越是處在繼承結(jié)構(gòu)的頂層的類，就越概括、越抽象。我們常常需要定義一些表示抽象概念的類，這些類為子類提供一個(gè)實(shí)現(xiàn)框架，本身卻不能提供具體的實(shí)例,這稱為抽象類。Java中用關(guān)鍵字abstract表示抽象意義，abstract可以修飾類和方法。抽象類與抽象方法用abstract修飾的方法稱為抽象方法，抽象方法只有方法頭，沒有方法體定義，也就是說(shuō)，抽象方法沒有具體的實(shí)現(xiàn)。用abstract修飾的類稱為抽象類，抽象類是一種沒有完全實(shí)現(xiàn)的類，即在抽象類中擁有抽象方法。包含抽象方法的類必須被聲明為抽象類，并且不能用抽象類聲明具體的實(shí)例對(duì)象。抽象類

抽象類是本身不能被實(shí)例化的類，它只能作為其它類的超類。在面向?qū)ο缶幊讨?，抽象類的設(shè)計(jì)是為了使程序的結(jié)構(gòu)更加清晰，功能更加明確。例如：GSM手機(jī)用戶管理系統(tǒng)中用戶類的設(shè)計(jì)。GsmUserPostGsmUserPreGsmUser抽象類的特點(diǎn)是一種非完整類，它不能實(shí)例化一個(gè)對(duì)象

抽象類定義時(shí)被關(guān)鍵字abstract修飾。抽象類中不一定擁有抽象方法，但擁有抽象方法的類一定是抽象類。如果抽象類的子類不是抽象的，它必須實(shí)現(xiàn)抽象類中的所有抽象方法。抽象方法

抽象方法是在抽象類中只有方法頭而沒有方法體的方法。例如：

publicabstractbooleandial();

利用抽象方法，抽象類可以提供一個(gè)完整的編程界面，即在抽象類中提供子類中需要實(shí)現(xiàn)的方法的聲明，而將方法的實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)留給子類實(shí)現(xiàn)。

定義抽象方法時(shí)，需要注意：抽象方法必須在抽象類中進(jìn)行定義。不能用關(guān)鍵字abstract來(lái)修飾構(gòu)造方法關(guān)鍵字static和private不能與abstract組合使用。關(guān)鍵字final不能與abstract組合使用。

接口接口（interface）與類相似，它是Java中的一種復(fù)合數(shù)據(jù)類型。界面也稱為一種特殊的、完全沒有實(shí)現(xiàn)的類，

與抽象類不同，接口中定義的所有方法都是抽象方法，并且接口中定義的所有域都是常量。

接口定義的語(yǔ)法如下：[public]interfaceinterfaceName[extendssuperinterface1,superinterface2,…superinterfacen]{//界面體

//域定義

[public][static][final]typeconstName=constValue;//方法定義

[public][abstract]returntype

functionName(pariList)[throws

exceptionList];}包包是一組相關(guān)類和接口的集合。不同于繼承、包含關(guān)系，包內(nèi)的類之間具有松散的使用關(guān)系。可以對(duì)復(fù)雜系統(tǒng)中大量的類和接口進(jìn)方便地、有效的管理，提高了類和接口的安全性，更好地體現(xiàn)類的封裝特性Java中對(duì)包的管理類似于操作系統(tǒng)中對(duì)文件系統(tǒng)的目錄管理。Java中通過(guò)多個(gè)層次的包把各種類文件（后綴為.class的類文件）組織在一起，包的層次在計(jì)算機(jī)中保存為目錄。在包語(yǔ)句中，用圓點(diǎn)（.）指明包的層次。例如，如下的包語(yǔ)句：

packagejava.io.event;

表示java.io.event包內(nèi)的類文件存儲(chǔ)在目錄

…java\awt\event下。包的創(chuàng)建Java中，包的定義用關(guān)鍵字package實(shí)現(xiàn)，包定義的語(yǔ)法如下：packagepk1[.pk2[pk3…]]pk1，pk2等為包的名字，方括號(hào)[]中的內(nèi)容是可選的，采用圓點(diǎn)（.）表示包的層次。例：packagemypk;classExtenComputeE{...}classComputeE{...}表示定義了一個(gè)名為mypk的包，它將ExtenComputeE類和ComputeE類都封裝在包mypk中。包的引用1.采用前綴包名法，是在要引用其它的類名前面，添加這個(gè)類所屬的包名和圓點(diǎn)操作符（.）。例如：//AcPublicclass.javapublicclassAcPublicclass{publicstaticvoidmain(Stringa[]){

mypack.t.PublicClassm=newmypack.t.PublicClass();//添加包名前綴

pc.changex(2.0f);

System.out.println("pc.i="+pc.i);

pc.i++;

System.out.println("pc.i="+pc.i);}}程序中AcPublicclass，需要使用PublicClass類，在創(chuàng)建該類對(duì)象的時(shí)候，需要使用包名做前綴來(lái)定位PublicClass類。前綴包名法很少使用，一般用來(lái)區(qū)別不同包中的同名類。包的引用2.用引入語(yǔ)句也可以使用其它包中的類，引入語(yǔ)句用關(guān)鍵字import實(shí)現(xiàn)，實(shí)現(xiàn)語(yǔ)法如下：importpackageName.Classname;packageName為要引入類所屬包的名字，Classname為類的名字。前面的程序AcPublicclass.java用引入語(yǔ)句實(shí)現(xiàn)如下：importmypack.t.PublicClass;publicclassAcPublicclass{publicstaticvoidmain(Stringa[]){

PublicClasspc=newPublicClass();pc.changex(2.0f);

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