java的三大特性(Java的三大特性是什么)

Java的三大特性:封裝、繼承、多態

1. 訪問權限修飾符

Java中關于訪問權限的四個修飾符,表格如下

其中比較尷尬的是protected修飾符,有點卡在中間,不上不下的感覺

因為它不適合用來修飾屬性

假設用它修飾屬性,那么任何一個人都可以通過繼承這個類,來直接訪問到這個類的屬性,從而破壞"封裝性"

2. 抽象類(abstract)

什么是抽象類?

抽象類就是用abstract修飾,且不能被直接初始化的類,但是可以通過子類來初始化 比如:Father father = new Son()

對應的,抽象方法就是用abstract修飾的方法

抽象方法是一種很特殊的方法,它沒有方法體,即方法實現代碼為空,比如abstract public void fun();

抽象方法一般在子類中進行實現,它就好像是在說:我不寫代碼,我只是聲明一個方法名,剩下的交給我的子孫后代(繼承類)去做

抽象類有一個很重要的特點:抽象類可以沒有抽象方法,但是如果一個類有抽象方法,那么這個類肯定是抽象類

為什么會有抽象類

解耦,使代碼結構更加清晰

因為抽象類不能被直接創建為對象,它只是作為一個通用接口來供別人實現和調用,所以這樣就使得抽象的代碼更加清晰(它只聲明方法,不實現方法) 就好比,老板和員工,老板負責分發任務,員工負責去具體的實現任務

好了,關于抽象類,先介紹到這里,更詳細的后面的章節再深入

3. 重載(overloading)和覆寫(overwriting)

重載和覆寫是兩個很容易混淆的概念

重載:同一個類中,一個方法的多種表現形式(參數類型不同,參數個數不同)

覆寫:繼承設計中,子類覆蓋父類的方法(也可以叫做重寫,不過這樣跟重載有點混淆,所以個人喜歡叫做覆寫)

他們之間的區別如下

這里要注意幾點

1. 覆寫時,子類的方法訪問權限不能低于父類,比如父類方法為public,那么子類也只能為public

2. 重載時,訪問權限和方法返回值,不能作為用來判斷一個方法是否為重載的依據;只能說重載允許不同的訪問權限和返回值

覆寫示范

代碼示范如下,

//覆寫一:正確示范@Overridepublicvoidfun(){System.out.println("sonfun");}//覆寫二:錯誤示范,訪問權限低了@Overrideprivatevoidfun(){//報錯:'fun()'in'SonDemo'clasheswith'fun()'in'Father';attemptingtoassignweakeraccessprivileges('private');was'public'System.out.println("sonfun");}

@Override這個是干嘛的?之前沒見過啊

這個修飾符用來說明這個方法是覆寫方法,不寫也可以,系統會自己識別方法是不是覆寫的

那為啥還要多此一舉呢?用系統默認的識別機制不好嗎?

要多此一舉;不好;

因為加了注解,代碼可讀性更高,代碼更加規范,別人看了代碼后,立馬就知道這個方法是覆寫方法

重載示范

重載用圖展示可能會更加清晰

圖示解釋:

1. 參數類型和參數個數,只要滿足其一,就可以說這個方法被重載了

2. 訪問權限和方法返回值用虛線框,是為了說明他們兩個只是重載的一個附加表現形式(可有可無),不能作為重載的判斷依據

下面用代碼演示下

//基礎方法publicvoidfun1(inta){}//重載一:參數個數不同publicvoidfun1(){}//重載二:參數類型不同publicvoidfun1(floata){}//重載三:錯誤示范,僅僅用訪問權限的不同來重載privatevoidfun1(inta){//編譯報錯:'fun1(int)'isalreadydefined}//重載四:錯誤示范,僅僅用返回值的不同來重載publicintfun1(inta){//編譯報錯:'fun1(int)'isalreadydefinedreturn0;}

下面進入正文,開始順序介紹這三大特性

正文

1. 封裝(Encapsulation)

就是把類的屬性私有化(private修飾),再通過公有方法(public)進行訪問和修改

為什么要封裝呢?

1. 追蹤變化:可以在set方法中,編寫代碼來追蹤屬性的改變記錄

   publicvoidsetName(Stringname){System.out.println("名字即將被修改");System.out.println("舊名字:"+this.name);System.out.println("新名字:"+name);this.name=name;}

   
   

2. 修改底層實現:在修改屬性名時,不會影響外部接口對屬性的訪問

   比如:name屬性改為firstName和lastName,name就可以在get方法中修改返回值為firstName+lastName,對外接口沒變化

   //修改前privateStringname;publicStringgetName(){returnname;}//修改后privateStringfirstName;privateStringlastName;//方法名不用變,只是方法內容作了修改publicStringgetName(){returnfirstName+lastName;}

   
   

   
   

3. 校驗數據:可以在set方法中,校驗傳來的數據是否符合屬性值的設定范圍,防止無效數據的亂入

   publicvoidsetAge(intage)throwsException{if(age>1000||age<0){thrownewException("年齡不符合規范,0~1000");}this.age=age;}

   
   

2. 繼承(Inheritance)

如果子類繼承了父類,那么子類就可以復用父類的方法和屬性,并且可以在此基礎上新增方法和屬性

這里要注意的一點是:Java是單繼承語言,即每個類只能有一個父類

這里還要普及一個常識:如果一個類沒有指定父類(即沒有繼承任何類),那么這個類默認繼承Object類

為什么要用繼承呢?

為了代碼復用,減少重復工作

單繼承不會太局限嗎?為啥不用多繼承?

因為多繼承會導致"致命方塊"問題(因為像撲克牌的方塊符號)

• 比如A同時繼承B和C,然后B和C各自繼承D

• B和C各自覆寫了D的fun方法

• 那這時A該調用哪個類的fun方法呢

下面用圖來說話

那為什么叫致命方塊,而不是致命三角形呢?那個D類好像是多余的

不多余

這個D類其實就是上面講到的抽象類的作用:將共有的部分fun()抽象出來(或者提供一個基礎的實現),然后子類分別去實現各自的,這也是多態的一種體現(下面會將多態)

如果沒有D類,那么B和C的fun()就會存在重復代碼,這時你可能就想要搞一個父類出來了,這個父類就是D類

那要怎么判斷繼承類設計得好不好呢?

通過is-a關系來判斷

is-a關系指的是一個是另一個的關系,男人是人(說得通),人是男人(一半說得通)

用is-a關系可以很好地體現你的繼承類設計的好還是壞

• 如果子類都可以說是一個父類,那么這個繼承關系設計的就很好(男人是人,is-a關系)

• 如果子類和父類只是包含或者引用的關系,那么這個繼承關系就很糟糕(貓是貓籠,包含關系)

有沒有什么辦法可以阻止類的繼承?就像private修飾符用來封裝屬性,其他人訪問不到一樣

有啊,final修飾符可以阻止類的繼承

這里重點講一下final修飾符

final可以用來修飾屬性、方法、類,表示他們是常量,不可被修改的

final修飾屬性:屬性是常量,必須在定義時初始化,或者構造函數中初始化

final修飾方法:方法不能被覆寫

final修飾類:類不能被繼承

說到final,有必要提一下內聯

內聯指的是,如果一個方法內容很短,且沒有被其他類覆寫時,方法名會被直接替換為方法內容

比如:final getName()這個方法可以內聯為name屬性

再比如:getSum(){return a+b},會直接被內聯為a+b

為什么會有內聯這個東西呢?

因為這樣可以提高效率(細節:CPU在處理方法調用的指令時,使用的分支轉移會擾亂預取指令的策略,這個比較底層,這里先簡單介紹,后面章節再深入)

那它有沒有什么缺點呢?

有,如果一個方法內容過長,又誤被當做內聯處理,那么就會影響性能

比如你的代碼多個地方都調用這個方法,那么你的代碼就會膨脹變得很大,從而影響性能

那有沒有辦法可以解決呢?

有,虛擬機的即時編譯技術

即時編譯會進行判斷,如果一個方法內容很長,且被多次調用,那么它會自動關閉內聯機制,防止代碼膨脹

3. 多態(Polymorphism)

字面理解,就是多種形態,在Java中,多態指的是,一個類可以有多種表現形態

多態主要是 用來創建可擴展的程序

像我們上面提到的繼承就是屬于多態的一種

還有一種就是接口(interface)

接口類一種是比抽象類更加抽象的類

因為抽象類起碼還可以實現方法,但是接口類沒得選,就只能定義方法,不能實現

不過從Java8開始,接口支持定義默認方法和靜態方法

接口的默認方法(default修飾符)和靜態方法(static修飾符),會包含方法內容,這樣別人可以直接調用接口類的方法(后面章節再細講)

這樣你會發現接口變得很像抽象類了,不過接口支持多實現(即一個類可以同時實現多個類,但是一個類同時只能繼承一個類)

這樣一來,Java相當于間接地實現了多繼承

下圖說明繼承和實現的區別:單繼承,多實現

多態一般用在哪些場景呢?

場景很多,這里說兩個最常用的

• 場景一:方法的參數,即方法定義時,父類作為方法的形參,然后調用時傳入子類作為方法的實參

• 場景二:方法的返回值,即方法定義時,父類作為方法的返回值,然后在方法內部實際返回子類

代碼示范如下:

publicclassPolyphorismDemo{publicstaticvoidmain(String[]args){PolyphorismDemodemo=newPolyphorismDemo();//場景一:形參,將貓(子類)賦值給動物(父類)demo.fun(newCat());//場景二:返回值,將貓賦值給動物Animalanimal=demo.fun2();}publicvoidfun(Animalanimal){}publicAnimalfun2(){returnnewCat();}}classAnimal{}classCatextendsAnimal{}

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