Java中的包、访问修饰符、封装、继承、方法重写

小灰灰 2024-04-26 10:44 69阅读 0赞

#### 目录 ####

*  一、包
 *   *  1. 基本概念
     *  2. 基本用法
     *  3. 注意事项和使用细节
 *  二、访问修饰符
 *   *  1. 基本概念
     *  2. 注意事项和使用细节
 *  三、封装
 *   *  1. 基本概念
     *  2. 基本使用
 *  四、继承
 *   *  1. 基本概念
     *  2.基本用法
     *  3. 继承的细节（重要！）
     *  4. 继承的本质分析
 *  五、super 关键字
 *   *  1. 基本概念
     *  2. super 和 this 的比较
 *  六、方法重写
 *   *  1. 基本概念
     *  2. 注意事项和使用细节
     *  3. 方法重载和方法重写的比较
 *  总结

## 一、包 ##

### 1. 基本概念 ###

*  **包的作用：**  
    ![在这里插入图片描述][0b60ef8a84c04a30ac92c7929cd5ea52.png]
 *  **包的本质分析：**  
    ![在这里插入图片描述][20e1c33333e041debcf7d3ac01863f86.png]
 *  **包的命名规则：**  
    ![在这里插入图片描述][af3b1b71afb9434fb0994164cad1953e.png]

### 2. 基本用法 ###

*  **常用的包：**

> 1.  java.lang.\* ：lang 包是基本包，默认引入，不需要再引入；
> 2.  java.util.\* ：util 包，系统提供的工具包, 工具类，使用 Scanner ；
> 3.  java.net.\* ：网络包，网络开发 ；
> 4.  java.awt.\* ：是做 java 的界面开发，GUI；

*  **如何引入包：**  
    ![在这里插入图片描述][8c871c9d8cc64840b9fc2451de4a4064.png]

### 3. 注意事项和使用细节 ###

*  **注意事项：**  
    ![在这里插入图片描述][db4fc344a6894b309dd75f8071671915.png]
 *  **总结：**

> 1.  **引入包的概念是为了区别同名的类；**
> 2.  **一个类只能存在于一个包内；**
> 3.  **一个包内的所有类，类名都是唯一的，不能重复；**
> 4.  **不同的包内的类，可以取相同的类名；**

## 二、访问修饰符 ##

### 1. 基本概念 ###

*  **java 提供四种访问控制修饰符号，用于控制方法和属性(成员变量)的访问权限（范围）:**

> 1.  **公开级别:用 public 修饰，对外公开；**
> 2.  **受保护级别:用 protected 修饰，对子类和同一个包中的类公开；**
> 3.  **默认级别:没有修饰符号，向同一个包的类公开；**
> 4.  **私有级别:用 private 修饰，只有类本身可以访问,不对外公开；**

*  **访问范围：**  
    ![在这里插入图片描述][102d3190f41040eeb6f0f5954189cd37.png]
 *  **注意：这里的子类指的是不同包下面的子类；和父类在同一个包下的子类，是属于同包关系的；**
 *  对于访问修饰符的理解，可以类比一个人，他的个人信息，举例如下：

>  *  **有一部分是只有他自己知道的，这部分就是 private；他自身就相当于 同类/本类；**
>  *  有一部分是只有他和他的兄弟姐妹知道的，这部分就是 默认，兄弟姐妹就相当于 同一个包的的其他类；**有个例外，就是同一个包下的子类，也相当于他的兄弟姐妹！**
>  *  **有一部分是他和他的兄弟姐妹还有他的孩子知道的，这部分就是 protected，他的孩子就相当于 子类；**
>  *  剩下的一部分是所有人都知道的，这部分就是 public，所有人就相当于 不同包下面的全部类。

### 2. 注意事项和使用细节 ###

*  **注意事项：**  
    ![在这里插入图片描述][2d79debd7c3944c5aa5666d782cbe30b.png]
 *  **注意，protected 和 private 是不能修饰一个类的。**
 *  **修饰父类的两种修饰符的意义：**
    
     *  第一种，父类的访问修饰符是 public，此时该父类可以被所有类继承；
     *  第二种，父类的访问修饰符是 默认，此时该父类只能被和他同一个包下面的所有类继承。

## 三、封装 ##

### 1. 基本概念 ###

*  **封装（encapsulation）：就是把抽象出的数据（属性）和对数据的操作（方法）封装在一起，数据被保护在内部，程序的其他部分只有通过被授权的操作（方法），才能对封装起来的数据进行操作。**
 *  **封装的好处：**  
    ![在这里插入图片描述][a1f1827fead94b288cc4c7070dfaf5a0.png]

### 2. 基本使用 ###

*  **封装的实现步骤：**  
    ![在这里插入图片描述][c98d7a6d081244d19807b59e74717d89.png]
 *  **案例入门：**

> **设置程序事实现下面的要求：**![在这里插入图片描述][8bca8ebb90b7457c88e7cf15b3884c41.png]

*  **代码实现：**

public class Encapsulation01 {
        
        public static void main(String[] args) {
        
    
            Person person = new Person();
            //person.age = 30; 会报错，不能直接修改Person类private 属性
            person.setName("韩顺平");
            person.setAge(30);// 只能通过Person类提供的方法来修改其中的private 属性
            person.setSalary(30000);
            System.out.println(person.info());
            System.out.println(person.getSalary());
        }
    }
    /*
    	不能随便查看人的年龄,工资等隐私，并对设置的年龄进行合理的验证。年龄合理就设置，否则给默认。
    年龄, 必须在 1-120, 年龄， 工资不能直接查看 ， name的长度在 2-6字符 之间
    */
    class Person {
        
        public  String name; //名字公开
        private int age; //age 私有化
        private double salary; 
    
        public String getName() {
        
            return name;
        }
    
        public void setName(String name) {
        
            //加入对数据的校验,相当于增加了业务逻辑
            if(name.length() >= 2 && name.length() <=6 ) {
        
                this.name = name;
            }else {
        
                System.out.println("名字的长度不对，需要(2-6)个字符，默认名字");
                this.name = "无名人";
            }
        }
    
        public int getAge() {
        
            return age;
        }
    
        public void setAge(int age) {
        
            //判断
            if(age >= 1 && age <= 120) {
        //如果是合理范围
                this.age = age;
            } else {
        
                System.out.println("你设置年龄不对，需要在 (1-120), 给默认年龄18 ");
                this.age = 18;//给一个默认年龄
            }
        }
    
        public double getSalary() {
        
            //可以这里增加对当前对象的权限判断
            return salary;
        }
    
        public void setSalary(double salary) {
        
            this.salary = salary;
        }
        //写一个方法，返回属性信息
        public String info() {
        
            return "信息为 name=" + name  + " age=" + age + " 薪水=" + salary;
        }
    }

*  **思考：如果在Person 类中提供了构造器，那么在其他类中就可以直接给Person类中的private 变量赋值了，而且可以跳过Person类中的权限控制，这样封装不就没有用了吗？**
    
     *  回答：确实可以直接使用Person类提供的构造器直接给private 变量赋值，但是我们可以在Person类的构造器中调用set 方法，便可以解决权限控制的问题了。
 *  **代码如下：**

public class Encapsulation01 {
        
        public static void main(String[] args) {
        
            //如果我们自己使用构造器指定属性
            Person smith = new Person("smith", 80, 50000);
            System.out.println("====smith的信息======");
            System.out.println(smith.info());
        }
    }
    
    class Person {
        
        public  String name; //名字公开
        private int age; //age 私有化
        private double salary; 
    
        //构造器 alt+insert
        public Person() {
        
        }
    
        //有三个属性的构造器
        public Person(String name, int age, double salary) {
        
            // this.name = name;
            // this.age = age;
            // this.salary = salary;
            // 我们可以将set方法写在构造器中，这样仍然可以验证
            setName(name);
            setAge(age);
            setSalary(salary);
        }
    
        public String getName() {
        
            return name;
        }
    
        public void setName(String name) {
        
            //加入对数据的校验,相当于增加了业务逻辑
            if(name.length() >= 2 && name.length() <=6 ) {
        
                this.name = name;
            }else {
        
                System.out.println("名字的长度不对，需要(2-6)个字符，默认名字");
                this.name = "无名人";
            }
        }
    
        public int getAge() {
        
            return age;
        }
    
        public void setAge(int age) {
        
            //判断
            if(age >= 1 && age <= 120) {
        //如果是合理范围
                this.age = age;
            } else {
        
                System.out.println("你设置年龄不对，需要在 (1-120), 给默认年龄18 ");
                this.age = 18;//给一个默认年龄
            }
        }
    
        public double getSalary() {
        
            //可以这里增加对当前对象的权限判断
            return salary;
        }
    
        public void setSalary(double salary) {
        
            this.salary = salary;
        }
        //写一个方法，返回属性信息
        public String info() {
        
            return "信息为 name=" + name  + " age=" + age + " 薪水=" + salary;
        }
    }

## 四、继承 ##

### 1. 基本概念 ###

*  继承可以解决代码复用，让我们的编程更加靠近人类思维。
 *  **当多个类存在相同的属性(变量)和方法时,可以从这些类中抽象出父类，在父类中定义这些相同的属性和方法，父类的所有子类不需要再重新定义这些属性和方法，只需要通过 extends 来声明继承父类即可。**
 *  **继承的示意图如下：**  
    ![在这里插入图片描述][e646442828d949cdaee02e994985c544.png]
 *  **继承的好处：**
    
     *  代码的复用性提高了 ；
     *  代码的扩展性和维护性提高了；

### 2.基本用法 ###

*  **基本语法：**  
    ![在这里插入图片描述][9097202bf1244543a347805c3c04f3b2.png]

### 3. 继承的细节（重要！） ###

*  **细节如下：**

1.  **子类继承了父类所有的属性和方法，父类中的非私有属性和方法可以在子类直接访问, 但是父类中的私有属性和方法不能在子类直接访问，要通过父类提供的公共方法去访问 ；**
2.  子类调用构造器初始化时，必须调用父类的构造器， 完成父类的初始化 ；
3.  **当新创建子类对象时，不管使用子类的哪个构造器，默认情况下总会去调用父类的无参构造器，如果父类的无参构造器被覆盖了，则必须在子类的构造器中用 super 关键字 去指定使用父类另外的构造器完成对父类的初始化工作，否则，编译不会通过；**
4.  当新创建子类对象时，如果想要指定调用父类的某个构造器，则需要在子类的构造器中显式的调用 : super(参数列表) ；
5.  **super 关键字在子类构造器中使用时，必须放在其构造器第一行，并且super 只能在构造器中使用 ；**
6.  由于super() 和 this() 都只能放在构造器的第一行，因此这两个方法不能同时存在于一个构造器中 ；
7.  **java中的所有类都是 Object 类的子类, Object 是所有类的基类；**
8.  父类构造器的调用不限于直接父类！将一直往上追溯直到 Object 类(顶级父类) ；
9.  **子类最多只能继承一个父类(指直接继承)，即 java 中是单继承机制； 思考：如何让 A 类继承 B 类和 C 类？ 【答案：A 继承 B， B 继承 C】**
10. 不能滥用继承，子类和父类之间必须满足 is-a 的逻辑关系；

*  **代码举例：**

public class ExtendsDetail {
        
        public static void main(String[] args) {
        
            System.out.println("====对象====");
            Sub sub3 = new Sub("king", 10); //创建了子类对象 sub2
            //sub.sayOk();
        }
    }

//子类
    public class Sub extends Base {
        
    		/*
            1. 调用父类的无参构造器super(), 或者什么都不写,默认就是调用super();
            	super();// 父类的无参构造器
            2. 调用父类的 Base(String name) 构造器;
            	super("hsp");
            3. 调用父类的 Base(String name, int age) 构造器;
            	super("king", 20);
    		*/
    		
        //细节： super在使用时，必须放在构造器第一行;
        //细节: super() 和 this() 都只能放在构造器第一行，因此这两个方法不能同时存在于一个构造器; 
        public Sub() {
        // 子类的无参构造器
        	this(String name, int age);// 指定调用了自己的有参构造器，其实父类的构造器就不会调用了；
            System.out.println("子类Sub()构造器被调用....");
        }
    	public Sub(String name) {
        
            // 什么都不写，隐式地存在 super()；
            System.out.println("子类Sub(String name)构造器被调用....");
        }
    	
        public Sub(String name, int age) {
        //子类的有参构造器
            //super(); // 默认调用父类的无参构造器；
            super("smith", 10);// 指定调用父类的 Base(String name) 构造器;
            System.out.println("子类Sub(String name, int age)构造器被调用....");
        }
    	
    	// 子类的普通方法
        public void sayOk() {
        
            //细节：父类的非私有的属性和方法可以在子类直接访问
            //但是父类的私有属性和方法不能在子类直接访问
            System.out.println(n1 + " " + n2 + " " + n3);
            test100();
            test200();
            test300();
            //test400(); 报错
            //要通过父类提供公共的方法去访问；
            System.out.println("n4=" + getN4());// 可以访问私有属性n4了
            callTest400();// 可以访问父类的私有方法 test400()
        }
    }

//父类
    public class Base {
         
        //4个属性
        public int n1 = 100;
        protected int n2 = 200;
        int n3 = 300;
        private int n4 = 400;
    	
    	// 3个不同的构造器：
        public Base() {
         //无参构造器
            System.out.println("父类Base()构造器被调用....");
        }
        public Base(String name, int age) {
         //有参构造器
            //默认super()
            System.out.println("父类Base(String name, int age)构造器被调用....");
        }
        public Base(String name) {
         //有参构造器
            System.out.println("父类Base(String name)构造器被调用....");
        }
        
        //父类提供一个public的方法,返回了n4；
        public int getN4() {
        
            return n4;
        }
    
    	// 父类的call方法，调用了私有的test400()方法;
        public void callTest400() {
        
            test400();
        }
        
        // 4种不同权限的普通方法：
        public void test100() {
         // 公有
            System.out.println("test100");
        }
        protected void test200() {
         // 受保护
            System.out.println("test200");
        }
        void test300() {
         // 默认
            System.out.println("test300");
        }
        private void test400() {
         // 私有
            System.out.println("test400");
        }
    }

### 4. 继承的本质分析 ###

*  **案例分析：**  
    ![在这里插入图片描述][75732acc1b034b898d69fcc9532588af.png]
 *  **代码如下：**

public class ExtendsTheory {
        
        public static void main(String[] args) {
        
        
            Son son = new Son();
            System.out.println(son.name);//返回就是子类的name= 大头儿子
            // System.out.println(son.age);//会报错，访问受限
            System.out.println(son.getAge());//使用父类的公共get方法，返回的就是父类的age= 39
            System.out.println(son.hobby);//返回的就是爷类的hobby= 旅游
        }
    }
    
    //爷类
    class GrandPa {
         
        String name = "大头爷爷";
        String hobby = "旅游";
    }
    
    //父类
    class Father extends GrandPa {
        
        String name = "大头爸爸";
        private int age = 39;
    
        public int getAge() {
        
            return age;
        }
    }
    
    //子类
    class Son extends Father {
         
        String name = "大头儿子";
    }

*  **内存示意图如下：**  
    ![在这里插入图片描述][7cb0b71bdcd948f686c35e84d35c5baf.png]
 *  **内存布局解释：**

> 1.  **Son son = new Son（），首先在方法区中加载了Son 类和Son类继承的所有父类的信息，先查找Son 类的所有父类信息，从最顶层的父类开始加载，也就是Object -> GrandPa -> Father -> Son。**
> 2.  **加载完类的信息后，其次在堆内存中开辟一个内存空间（地址），空间里面又划分了几个独立的类空间块（空间块个数由加载类的个数决定）。**
> 3.  **接着给每个类空间块分配（初始化）属性，第一个是爷类空间块，分配爷类的属性；第二个是父类空间块，分配父类的属性；最后是子类空间块，分配子类的属性；由于各个类空间块是相互独立的，所以属性名相同也不会相互影响。**
> 4.  **在分配完毕对象内存空间后，最后将内存地址返回给main 栈中的对象名 son，此时son 便指向了该对象内存，可以引用里面的信息。**

*  **假设现在要用 son 输出某个属性，注意：要按照查找关系来返回信息，如下：**

> 1.  **首先看子类是否有该属性；**
> 2.  **如果子类有这个属性，并且可以访问，则返回信息；**
> 3.  **如果子类没有这个属性，接着看直接的父类有没有这个属性：**  
>     （1）如果父类有该属性，并且可以访问，就返回信息；  
>     （2）如果父类有该属性，但是不可以访问（访问修饰符限制），则直接返回访问受限的错误信息（报错），不会跳过父类接着访问上级的父类属性。
> 4.  **如果直接的父类没有这个属性，才可以按照 3 的规则，继续找上级父类，直到 Object类 结束，或者找不到这个属性返回错误信息；**

## 五、super 关键字 ##

### 1. 基本概念 ###

*  **super 关键字代表父类的引用，用于访问父类的属性、方法、构造器；**
 *  **基本语法：**  
    ![在这里插入图片描述][1b012724043842338f02c7038acca4d9.png]
 *  **super的注意事项：**

> 1.  **super 虽然代表了父类的引用，但并不完全等同于父类，由于父类中私有变量/方法受到 private 的 限制，所以除了父类自身的方法外，其他所有类都不能访问。因此，super 关键字并不完全等同于父类自身；**
> 2.  **而this 关键字代表了对象对自身的引用，类自身中的方法访问类中的私有变量/方法时不会受到 private 的 限制，因此this 关键字可以完全等同于对象自己。**
> 3.  **super 的访问不限于直接的父类，如果爷爷类和子类中有同名的成员，也可以使用 super 去访问爷爷类的成员；如果多个父类(上级类)中都有同名的成员，使用 super 访问时遵循就近原则。先是父类，再到爷类，再到祖宗类…**

*  **super的使用细节：**  
    ![在这里插入图片描述][256ddfabc729460384b3a97ae47de8c7.png]
 *  **注意：**

> 1.  **在子类的方法中访问父类的属性/方法时，若是使用 this.属性/方法，则会从子类的属性/方法开始查找，子类没有该属性/方法，再查找父类、爷类…**
> 2.  **在子类的方法中访问父类的属性/方法时，若是使用 super.属性/方法，则会直接从父类的属性/方法开始查找，父类没有，再向爷类…查找；**

### 2. super 和 this 的比较 ###

*  **如下图所示：**  
    ![在这里插入图片描述][47f7f731e3ff466fb3f5c4b715bc0f35.png]

## 六、方法重写 ##

### 1. 基本概念 ###

*  **方法重写（覆盖）：子类中有一个方法，和父类的某个方法的名称、返回类型、形参列表一样，就说子类的这个方法重写了父类的方法。**
 *  **为什么要引入方法重写：**

> 1.  **当一个子类继承一个父类时，它同时继承了父类的属性和方法。子类可以直接使用父类的属性和方法，如果父类的方法不能满足子类的需求，则可以在子类中对父类的方法进行重写（或覆盖）。**
> 2.  **在方法重写时，如果子类需要引用父类中原有的方法，可以使用 super 关键字。当子类重写父类方法后，在子类对象使用该同名方法时，会执行子类中重写的方法。**

### 2. 注意事项和使用细节 ###

**如下图所示：**  
![在这里插入图片描述][e92b6376682b42ba84814eefe1f2fd04.png]

*  **对于第3点的解释：子类重写方法的修饰符 >= 父类方法的修饰符。**

### 3. 方法重载和方法重写的比较 ###

**如下图所示：**  
![在这里插入图片描述][6fca14c8329e4380a21bbbd69221369e.png]

## 总结 ##

*  本文是小白博主在学习B站韩顺平老师的Java网课时整理的学习笔记，在这里感谢韩顺平老师的网课，如有有兴趣的小伙伴也可以去看看。

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