Java基础：面向对象编程5
1 Java内部类
1.1 概念
在 Java 中，内部类是指定义在另一个类内部或方法内部的类。内部类可以分为以下几种类型：
- 成员内部类
- 局部内部类
- 匿名内部类
- 静态内部类
1.2 成员内部类
- 定义：成员内部类是最常见的内部类，它定义在外部类的成员位置。
- 访问权限：成员内部类可以无限制地访问外部类的所有成员属性，包括私有成员。
- 创建对象：外部类需要先创建一个成员内部类的对象，才能访问内部类的成员。
- 示例：
class Outer { private int outerVar = 10; class Inner { void display() { System.out.println("Outer variable: " + outerVar); } } } public class Main { public static void main(String[] args) { Outer outer = new Outer(); Outer.Inner inner = outer.new Inner(); inner.display(); } }
1.3 局部内部类
- 定义：局部内部类定义在一个方法或作用域内，其生命周期仅限于该作用域。
- 访问权限：局部内部类不能被权限修饰符（如
public、protected、private、static）修饰。 - 示例：
class Outer { void method() { class LocalInner { void display() { System.out.println("Local Inner Class"); } } LocalInner localInner = new LocalInner(); localInner.display(); } } public class Main { public static void main(String[] args) { Outer outer = new Outer(); outer.method(); } }
1.4 匿名内部类
- 定义：匿名内部类是没有名字的内部类，通常用于实现接口或继承类，并且只使用一次。
- 特点：
- 匿名内部类没有构造方法。
- 匿名内部类的名字由系统自动生成。
- 通常用于启动多线程或事件处理。
- 示例：
interface Greeting { void greet(); } public class Main { public static void main(String[] args) { Greeting greeting = new Greeting() { @Override public void greet() { System.out.println("Hello, Anonymous Inner Class!"); } }; greeting.greet(); } }
1.5 静态内部类
- 定义：静态内部类与成员内部类类似，但使用
static关键字修饰。 - 访问权限：静态内部类不能访问外部类的非静态成员。
- 示例：
class Outer { static class StaticInner { void display() { System.out.println("Static Inner Class"); } } } public class Main { public static void main(String[] args) { Outer.StaticInner staticInner = new Outer.StaticInner(); staticInner.display(); } }
1.6 使用内部类的原因
- 继承独立性：每个内部类可以独立地继承一个接口的实现，无论外部类是否已经继承了某个接口的实现。
- 特性：
- 内部类可以有多个实例，每个实例都有自己的状态信息，并且与其他外围对象的信息相互独立。
- 在单个外部类中，可以让多个内部类以不同的方式实现同一个接口，或者继承同一个类。
- 创建内部类对象的时刻并不依赖于外部类对象的创建。
- 内部类并没有令人迷惑的“is-a”关系，它就是一个独立的实体。
- 内部类提供了更好的封装，除了该外围类，其他类不能访问。
通过使用内部类，可以更好地组织代码，提高代码的可读性和可维护性。
2 Java封装、继承、多态
2.1 引入
Java 面向对象编程的三大特征是封装、继承和多态。这三大特征紧密联系，合理使用这些特征可以大大减少重复代码，提高代码的复用性和可维护性。
2.2 封装
- 概念：封装是指将数据和基于数据的操作封装在一起，形成一个不可分割的独立实体。数据被保护在类的内部，只保留一些对外接口与外部进行交互。
- 好处：
- 减少耦合。
- 类内部的结构可以自由修改。
- 可以对成员进行更精确的控制。
- 隐藏信息，实现细节。
- 示例：
class Person { private String name; private int age; public String getName() { return name; } public void setName(String name) { this.name = name; } public int getAge() { return age; } public void setAge(int age) { this.age = age; } }
2.3 继承
- 概念：继承是面向对象编程中的一个概念，允许子类继承父类的属性和方法，从而复用代码。
- 分类：
- 单继承：一个子类只有一个父类。
- 多继承：Java 不支持多继承，但可以通过实现接口达到类似效果。
- 实现：
- extends 关键字：
class Animal { void sayHello() { System.out.println("Hello from Animal"); } } class Dog extends Animal { } public class Main { public static void main(String[] args) { Dog dog = new Dog(); dog.sayHello(); // 输出 "Hello from Animal" } } - implements 关键字：
interface DoA { void sayHello(); } interface DoB { void eat(); } class Cat implements DoA, DoB { @Override public void sayHello() { System.out.println("Hello from Cat"); } @Override public void eat() { System.out.println("Cat is eating"); } } public class Main { public static void main(String[] args) { Cat cat = new Cat(); cat.sayHello(); // 输出 "Hello from Cat" cat.eat(); // 输出 "Cat is eating" } }
- extends 关键字：
- 特点：
-
this 和 super 关键字：
-
this表示当前对象的引用。this.属性 // 调用成员变量，要区别成员变量和局部变量 this.() // 调用本类的某个方法 this() // 表示调用本类构造方法 -
super表示父类对象的引用。super.属性 // 表示父类对象中的成员变量 super.方法() // 表示父类对象中定义的方法 super() // 表示调用父类构造方法
-
-
构造方法：
- 父类的构造方法不能被继承
- 子类构造方法必须调用父类构造方法。
- 如果子类构造方法中没有显式调用父类构造方法，系统默认调用父类无参构造方法。
-
方法重写（Override）：
- 子类重写父类方法，方法名、参数列表和返回值类型必须相同。
-
方法重载（Overload）：
- 方法名相同，参数列表不同。
-
- 修饰符：
- 访问修饰符：子类重写的方法不能降低访问权限。
- 非访问修饰符：
static：静态变量和方法。final：最终变量、方法和类。abstract：抽象类和方法。
2.4 多态
- 概念：多态是指同一个类的对象在不同情况下表现出的不同行为和状态。
- 前提条件：
- 子类继承父类。
- 子类重写父类的方法。
- 父类引用指向子类对象。
- 示例：
class Animal { void makeSound() { System.out.println("Animal sound"); } } class Dog extends Animal { @Override void makeSound() { System.out.println("Woof"); } } public class Main { public static void main(String[] args) { Animal animal = new Dog(); animal.makeSound(); // 输出 "Woof" } } - 多态与后期绑定：
- 在运行时根据对象的类型进行方法调用。
- 多态与构造方法：
- 在构造方法中调用多态方法时，可能会出现意外结果。
- 多态与向下转型：
- 向下转型可能抛出
ClassCastException，需要谨慎使用。
- 向下转型可能抛出
2.5 小结
封装：是对类的封装，封装是对类的属性和方法进行封装，只对外暴露方法而不暴露具体使用细节，所以我们一般设计类成员变量时候大多设为私有而通过一些 get、set 方法去读写。
继承：子类继承父类，即“子承父业”，子类拥有父类除私有的所有属性和方法，自己还能在此基础上拓展自己新的属性和方法。主要目的是复用代码。
多态：多态是同一个行为具有多个不同表现形式或形态的能力。即一个父类可能有若干子类，各子类实现父类方法有多种多样，调用父类方法时，父类引用变量指向不同子类实例而执行不同方法，这就是所谓父类方法是多态的
3 思维导图
4 参考链接
- 聊聊Java内部类：成员内部类、局部内部类、匿名内部类、静态内部类
- 深入理解Java三大特性：封装、继承和多态