項(xiàng)目3 面向?qū)ο蠛诵募夹g(shù)

面向?qū)ο蠛诵募夹g(shù)項(xiàng)目三高等院校公共課系列精品教材Java開發(fā)綜合實(shí)戰(zhàn)主動(dòng)拓寬視野，把握事物的共性，著眼于事物之間的關(guān)系繼承優(yōu)秀傳統(tǒng)文化并創(chuàng)新，多形態(tài)呈現(xiàn)正能量人文精神思政目標(biāo)能夠使用繼承類和重寫方法實(shí)現(xiàn)對(duì)象多樣化能夠使用方法重載和類轉(zhuǎn)型實(shí)現(xiàn)多態(tài)能夠使用抽象類、接口和內(nèi)部類實(shí)現(xiàn)多重繼承技能目標(biāo)面向?qū)ο缶幊逃腥蠡咎匦裕悍庋b、繼承和多態(tài)。封裝的載體是類，封裝細(xì)節(jié)，能提高代碼的安全性和復(fù)用性。繼承和多態(tài)本身也是很抽象的概念，需要讀者有較寬廣的視野，能站在對(duì)象共性的高度，把握不同對(duì)象的細(xì)節(jié)和相互關(guān)系，從而構(gòu)建高效和具有良好擴(kuò)展性和維護(hù)性的程序架構(gòu)。本項(xiàng)目主要介紹繼承和多態(tài)在Java程序中的實(shí)現(xiàn)方法，以及抽象類、接口和內(nèi)部類在面向?qū)ο缶幊讨械膽?yīng)用。項(xiàng)目導(dǎo)讀任務(wù)1繼承與多態(tài)任務(wù)2抽象類與接口任務(wù)3內(nèi)部類知識(shí)梳理繼承與多態(tài)任務(wù)1任務(wù)1繼承與多態(tài)任務(wù)引入通過上一個(gè)項(xiàng)目的學(xué)習(xí)，小白了解了面向?qū)ο缶幊痰囊恍┗靖拍詈筒僮鳎帉懗雒嫦驅(qū)ο蟮某绦虼a，還需要掌握繼承和多態(tài)的實(shí)現(xiàn)方法。在Java中，實(shí)現(xiàn)類的繼承和多態(tài)有哪些常用方法呢？知識(shí)準(zhǔn)備繼承是一種由已有的類創(chuàng)建新類的機(jī)制。利用繼承，可以先定義一個(gè)共有屬性的一般類，根據(jù)這個(gè)一般類再定義具有特殊屬性的新類。多態(tài)是指同一個(gè)行為具有多種不同表現(xiàn)形式。簡單來說，就是“對(duì)外一種定義，內(nèi)部多種實(shí)現(xiàn)”。Java中的多態(tài)有兩種意義：操作名稱的多態(tài)和基于繼承實(shí)現(xiàn)的多態(tài)；實(shí)現(xiàn)多態(tài)有三個(gè)必要條件：繼承、重載和向上轉(zhuǎn)型。一、實(shí)現(xiàn)繼承子類可以繼承父類原有的屬性和方法，也可以增加自己特有的屬性和方法。例如，正方形是一種特殊的四邊形，正方形類繼承了四邊形類的所有屬性和方法，還擴(kuò)展了一些正方形特有的屬性和方法。在類的聲明中，使用關(guān)鍵字extends聲明一個(gè)類繼承另一個(gè)類，定義一個(gè)子類一個(gè)類可以有多個(gè)子類，子類又可以作為父類派生其他子類。任務(wù)1繼承與多態(tài)注意：Java僅支持單繼承，也就是說一個(gè)類只可以有一個(gè)直接的父類。二、方法重寫重寫（override）也稱為覆蓋，是指在子類中定義一個(gè)方法，該方法的名稱和參數(shù)列表與父類的成員方法相同，但修改或重新編寫了實(shí)現(xiàn)內(nèi)容、返回值類型或訪問權(quán)限修飾符。也就是說，在Java中重寫方法必須滿足以下兩個(gè)條件：子類方法名和父類方法名必須相同參數(shù)類型、個(gè)數(shù)、順序必須完全相同任務(wù)1繼承與多態(tài)注意：重寫父類成員方法的返回值類型是基于JavaSE5.0版本以上編譯器的新功能。重寫父類方法時(shí)，不能降低方法的訪問權(quán)限，也就是說，只能從小范圍向大范圍改變。例如，訪問權(quán)限從高到低為public、protected、private，可以將protected修改為public，但不能修改為private。案例——描述不同交通工具的時(shí)速本案例通過繼承類與重寫方法，描述不同交通工具的行駛速度。任務(wù)1繼承與多態(tài)運(yùn)行結(jié)果三、操作隱藏的父類成員super有兩個(gè)功能：（1）調(diào)用父類的成員變量和方法，（2）調(diào)用父類的構(gòu)造方法。語法格式如下：super.變量名：調(diào)用父類的成員變量。super.方法名(參數(shù)列表)：調(diào)用父類的成員方法。super(參數(shù)列表)：調(diào)用父類的有參構(gòu)造方法。如果沒有參數(shù)，則調(diào)用父類的無參構(gòu)造方法，此時(shí)可以省略不寫。任務(wù)1繼承與多態(tài)案例——蝴蝶與動(dòng)物的關(guān)系本實(shí)例重寫父類的成員方法，并使用super關(guān)鍵字調(diào)用父類的構(gòu)造方法、成員變量和成員方法，演示super關(guān)鍵字的使用方法。任務(wù)1繼承與多態(tài)

運(yùn)行結(jié)果四、使用final關(guān)鍵字在某些情況下，出于安全考慮，不希望類中的方法被重寫覆蓋或修改，這種情況下可以使用關(guān)鍵字final進(jìn)行聲明。關(guān)鍵字final表示不可改變，不僅可修飾方法，還可修飾類以及類的成員變量。語法格式如下：（1）修飾類（2）修飾類的成員方法（3）修飾類的成員變量任務(wù)1繼承與多態(tài)五、方法重載實(shí)現(xiàn)多態(tài)方法重載（overload）是面向?qū)ο缶幊潭鄳B(tài)特性的一種表現(xiàn)形式，具體是指在同一個(gè)類中定義多個(gè)名字相同但參數(shù)不同的方法。同一個(gè)方法名就是對(duì)外的統(tǒng)一接口，參數(shù)列表不同導(dǎo)致內(nèi)部實(shí)現(xiàn)也不同。在Java中，重載方法必須滿足以下條件：方法名相同，包括大小寫方法的參數(shù)列表必須不同，可以是參數(shù)的類型、個(gè)數(shù)或順序不同方法的返回類型、修飾符可以相同，也可以不同任務(wù)1繼承與多態(tài)注意：“方法重載”與“方法重寫”從字面上看很相似，但意義大不相同。除參數(shù)列表的要求不一樣之外，方法重載可用于同一個(gè)類的所有方法，且一個(gè)方法在所在的類中可以被重載多次；但方法重寫只能用于繼承自父類的方法，且只能被子類重寫一次。案例——查看聯(lián)系人信息本案例通過重載構(gòu)造方法，根據(jù)聯(lián)系人信息的完整程度輸出相應(yīng)的聯(lián)系人信息。任務(wù)1繼承與多態(tài)運(yùn)行結(jié)果六、對(duì)象上轉(zhuǎn)型如果一個(gè)類有很多子類，并且這些子類都重寫了父類中的某個(gè)方法，當(dāng)把子類創(chuàng)建的對(duì)象的引用放到一個(gè)父類的對(duì)象中時(shí)，就得到了該對(duì)象的一個(gè)上轉(zhuǎn)型對(duì)象。由于不同的子類在重寫父類的方法時(shí)可能產(chǎn)生不同的行為，因此上轉(zhuǎn)型對(duì)象在調(diào)用這個(gè)方法時(shí)就具有多種形態(tài)。對(duì)象上轉(zhuǎn)型的目的是使父類可以調(diào)用子類重寫的父類的方法，但父類并不能調(diào)用子類中獨(dú)有的屬性和方法，也就是說子類會(huì)失去其特有的屬性和功能。由于向上轉(zhuǎn)型是從一個(gè)較具體的類轉(zhuǎn)換到較抽象的類，因此是安全的，程序會(huì)自動(dòng)完成。任務(wù)1繼承與多態(tài)注意：不能直接將父類創(chuàng)建的對(duì)象的引用賦值給子類聲明的對(duì)象。如果子類重寫了父類的靜態(tài)方法，則子類對(duì)象的上轉(zhuǎn)型對(duì)象只能調(diào)用父類的靜態(tài)方法。案例——描述植物的開花時(shí)節(jié)本案例通過類轉(zhuǎn)型描述不同植物的開花時(shí)節(jié)，演示使用類轉(zhuǎn)型簡化代碼，體現(xiàn)多態(tài)性的方法。任務(wù)1繼承與多態(tài)運(yùn)行結(jié)果抽象類與接口任務(wù)2任務(wù)引入通過上一個(gè)任務(wù)的學(xué)習(xí)，小白了解了繼承和多態(tài)的原理和實(shí)現(xiàn)方法，但他并沒有淺嘗輒止。勤于思考的他想到了一個(gè)很實(shí)際的問題，如果繼承關(guān)系鏈較長，具體的子類好定義，最初的那個(gè)父類要包含所有子類的共性，又該如何定義呢？Java只支持單向繼承，如果有的子類需要繼承多個(gè)父類的方法，這種情況又該如何解決呢？知識(shí)準(zhǔn)備在繼承關(guān)系中，父類應(yīng)包含所有子類的共性。如果類的繼承關(guān)系鏈較長，則子類會(huì)越來越具體，反之，位于頂層的父類會(huì)越抽象、通用，有的甚至沒有具體的實(shí)現(xiàn)方法，以至于不能生成具體的實(shí)例。在Java中，這種不能描述一個(gè)具體的對(duì)象的類稱為抽象類，例如植物類。任務(wù)2抽象類與接口一、抽象類與抽象方法Java使用關(guān)鍵字abstract修飾抽象類。抽象類在繼承體系中常位于頂層，不能被實(shí)例化。抽象類中使用abstract修飾的方法稱為抽象方法。抽象類中可以包含成員變量、構(gòu)造方法、抽象方法和具體方法中的全部項(xiàng)或部分項(xiàng)。任務(wù)2抽象類與接口注意：構(gòu)造方法不能定義為抽象方法，用static修飾的類方法也不能定義為抽象方法。二、聲明與實(shí)現(xiàn)接口如果一個(gè)抽象類中的所有方法都是抽象方法，就可以使用接口來定義這個(gè)類。接口是一系列抽象方法的聲明集合，是一個(gè)完全抽象的類，沒有方法的實(shí)現(xiàn)，具體實(shí)現(xiàn)由實(shí)現(xiàn)接口的類確定。因此這些方法可以在不同的地方被不同的類實(shí)現(xiàn)，從而表現(xiàn)出不同的行為（功能）。接口使用關(guān)鍵字interface聲明，語法格式如下：[public]interface接口名稱[extends父接口名列表]{//接口體}接口的訪問權(quán)限可選值為public，如果省略，則使用默認(rèn)的訪問權(quán)限。任務(wù)2抽象類與接口實(shí)例——計(jì)算形狀的周長和面積本實(shí)例聲明一個(gè)接口，定義計(jì)算形狀周長和面積的抽象方法，然后定義兩個(gè)類實(shí)現(xiàn)該接口，分別輸出圓形和三角形的周長和面積。任務(wù)2抽象類與接口運(yùn)行結(jié)果內(nèi)部類任務(wù)3小白在學(xué)習(xí)網(wǎng)友分享的Java項(xiàng)目時(shí)，發(fā)現(xiàn)有的程序代碼在一個(gè)類的內(nèi)部竟然也定義了一個(gè)類。通過請(qǐng)教網(wǎng)友，他知道這種類稱為“內(nèi)部類”。在Java中，內(nèi)部類的主要作用是什么呢？如何定義內(nèi)部類呢？知識(shí)準(zhǔn)備在Java程序開發(fā)中，為了更加準(zhǔn)確地描述結(jié)構(gòu)體的作用，允許嵌套程序類，即在一個(gè)類的內(nèi)部定義普通類、抽象類或接口，這些在類內(nèi)部定義的類結(jié)構(gòu)稱為內(nèi)部類，內(nèi)部類所在的類稱作外部類。根據(jù)內(nèi)部類的位置、修飾符和定義的方式可以將內(nèi)部類分為成員內(nèi)部類、局部內(nèi)部類、靜態(tài)內(nèi)部類和匿名內(nèi)部類。任務(wù)3內(nèi)部類任務(wù)引入一、成員內(nèi)部類所謂成員內(nèi)部類，就是在一個(gè)類內(nèi)部定義，作為類的成員的類。其中，OuterClass類是外部類，InnerClass類是內(nèi)部類。成員內(nèi)部類可用static、public、protected和private修飾，而外部類只能使用public或缺省修飾符。需要注意的是，成員內(nèi)部類中不能定義靜態(tài)變量。在這里，可能有讀者會(huì)有疑問，為便于維護(hù)程序，通常一個(gè).java文件中只定義一個(gè)類。任務(wù)3內(nèi)部類提示：內(nèi)部類在訪問外部類的成員時(shí)，可以采用“外部類.this.屬性”的形式，明確地表明訪問的屬性是外部類的屬性。案例——銷售部的組織結(jié)構(gòu)本案例利用成員內(nèi)部類表示某企業(yè)銷售部的組織結(jié)構(gòu)。任務(wù)3內(nèi)部類

運(yùn)行結(jié)果二、局部內(nèi)部類如果內(nèi)部類定義在一個(gè)類的方法中或者一個(gè)作用域中，稱為局部內(nèi)部類。它與成員內(nèi)部類的區(qū)別在于，局部內(nèi)部類可看作是方法中的一個(gè)局部變量，因此不能有public、protected、private以及static修飾符，其訪問也僅限于方法內(nèi)或者該作用域內(nèi)。任務(wù)3內(nèi)部類案例——計(jì)算階乘本案例使用局部內(nèi)部類計(jì)算給定整數(shù)的階乘。通過該案例演示定義局部內(nèi)部類的方法。任務(wù)3內(nèi)部類運(yùn)行結(jié)果提示：本例中factorial()的返回值為long類型，因此在調(diào)用成員方法compute()并代入?yún)?shù)計(jì)算整數(shù)的階乘時(shí)，要注意計(jì)算結(jié)果的范圍。如果計(jì)算結(jié)果超出long類型的取值上限，顯示結(jié)果可能為負(fù)數(shù)或0。三、靜態(tài)內(nèi)部類靜態(tài)內(nèi)部類與成員內(nèi)部類和局部內(nèi)部類相似，也是定義在一個(gè)類結(jié)構(gòu)中的類，只不過靜態(tài)內(nèi)部類需要使用關(guān)鍵字static修飾。定義靜態(tài)內(nèi)部類的語法格式如下：修飾符classOuterClass{staticclassInnerClass{//類體}}與類的靜態(tài)成員屬性類似，靜態(tài)內(nèi)部類不需要依賴于外部類對(duì)象就可以實(shí)例化。在外部類或外部類的非靜態(tài)方法中創(chuàng)建靜態(tài)內(nèi)部類對(duì)象的語法格式如下：內(nèi)部類內(nèi)部類對(duì)象=new內(nèi)部類();任務(wù)3內(nèi)部類案例——?dú)g迎新同學(xué)本案例利用靜態(tài)內(nèi)部類輸出歡迎新同學(xué)的文本信息，演示定義靜態(tài)內(nèi)部類，以及利用靜態(tài)內(nèi)部類訪問外部類的靜態(tài)成員和非靜態(tài)成員的方法。任務(wù)3內(nèi)部類運(yùn)行結(jié)果四、匿名內(nèi)部類匿名內(nèi)部類是在接口和抽象類的應(yīng)用上發(fā)展起來的。所謂匿名內(nèi)部類，就是沒有具體名稱的內(nèi)部類，通常用于類體非常?。ㄖ挥泻唵螏仔校?，且只需要使用一次的類，作為參數(shù)傳遞給方法，用于實(shí)現(xiàn)一個(gè)接口或?qū)崿F(xiàn)一個(gè)類。在Swing編程中，經(jīng)常使用這種方式綁定事件，編寫事件監(jiān)聽的代碼，不但方便，而且代碼容易維護(hù)。在Java中創(chuàng)建匿名內(nèi)部類的語法格式如下：new接口名或抽象類名(){//類體};任務(wù)3內(nèi)部類案例——自我介紹本案例首先創(chuàng)建一個(gè)接口，定義自我介紹的方法。然后使用匿名內(nèi)部類實(shí)現(xiàn)接口，輸出自我介紹內(nèi)容。任務(wù)3內(nèi)部類運(yùn)行結(jié)果五、Lambda表達(dá)式Lambda表達(dá)式是指應(yīng)用在SAM（SingleAbstractMethod，含有一個(gè)抽象方法的接口）環(huán)境下的一種簡化定義形式，用于簡化匿名內(nèi)部類的定義結(jié)構(gòu)。在Java中，Lambda表達(dá)式的基本語法形式如下：(參數(shù),參數(shù),…)->{方法體}; //定義方法體(參數(shù),參數(shù),…)->語句; //直接返回結(jié)果其中，參數(shù)與要重寫的抽象方法的參數(shù)一一對(duì)應(yīng)；方法體中具體實(shí)現(xiàn)抽象方法。任務(wù)3內(nèi)部類案例——簡單的加法運(yùn)算本案例從控制臺(tái)獲取要進(jìn)行加法運(yùn)算的兩個(gè)整數(shù)，然后利用Lambda表達(dá)式輸出這兩個(gè)整數(shù)的計(jì)算結(jié)果。通過本案例演示Lambda表達(dá)式的使用方法。任務(wù)3內(nèi)部類運(yùn)行結(jié)果項(xiàng)目總結(jié)本章項(xiàng)目實(shí)戰(zhàn)將新建一個(gè)實(shí)體模型Goods存放商品的名稱、數(shù)量和入庫價(jià)格，并重載Goods的構(gòu)造方法。然后在操作界面中使用類成員的setter()方法和getter()方法訪問商品對(duì)象的屬性。（1）復(fù)制并粘貼“進(jìn)銷存管理系統(tǒng)V2.0”，在CopyProject對(duì)話框中修改項(xiàng)目名稱為“進(jìn)銷存管理系統(tǒng)V3.0”，然后單擊Copy按鈕關(guān)閉對(duì)話框。（2）在PackageExplorer窗格中右擊項(xiàng)目名稱“進(jìn)銷存管理系統(tǒng)V3.0”，從彈出的快捷菜單中選擇New→Package命令，新建一個(gè)名為model的包。（3）右擊model包，從彈出的快捷菜單中選擇New→Class命令，新建一個(gè)名為Go