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【Java 基础语法】万字解析 Java 的包和继承

互联网 diligentman 2小时前 2次浏览

文章目录

    • 一、包
      • 1. 概念
      • 2. 使用方式
      • 3. 静态导入
      • 4. 创建包
      • 5. 包的访问权限
      • 6. 常见的系统包
    • 二、继承
      • 1. 概念
      • 2. 语法规则(含 super 使用)
      • 3. protected 关键字
      • 4. 更复杂的继承关系
      • 5. final 关键字
    • 三、组合
    • 四、总结(含谜底)

一、包

1. 概念

根据定义:包是组织类的一种方式

那么为什么要组织类呢?

简单来讲就是保证类的唯一性,就比如在以后的工作中,如果大家一起开发一个项目,大家可能在自己的代码中都写到了一个 Test 类,而如果出现了两个同名的类的话,就会冲突,导致代码不能编译通过。

用一份代码理解下

import java.util.*;
public class TestDemo{
    public static void main(String[] args){
        // 得到一个毫秒级的时间戳
        Date date=new Date();
    }
}

上面一份代码,导入了 util 包,并使用了其中的 Date 类,目的是为了得到一个毫秒级的时间戳。而如果我们再导入一个 sql

import java.sql.*;
import java.util.*;
public class TestDemo{
    public static void main(String[] args){
        // 得到一个毫秒级的时间戳
        Date date=new Date();
    }
}

上述代码就会编译错误,会显示 Reference to 'Date' is ambiguous, both 'java.sql.Date' and 'java.util.Date' match ,即两个包中都有 Date 类,不知道该和哪个匹配。稍微修改下,确定该 Date 是和谁匹配就行,修改方式如

java.util.Date date=new java.util.Date();

或者修改这里也行

import java.sql.*;
import java.util.Date;

2. 使用方式

Java 中已经提供了很多现成的类供我们使用,如上述代码中的 Date 类,还有我们经常使用的 Scanner 类、Arrays 类等等。

而这些类被放置在各个包中,比如 util 包中就有很多我们常用的类【Java 基础语法】万字解析 Java 的包和继承

虽说 Java 有这么多已经包装好的类供我们使用,但是并不是上面有的我们就可以直接使用。

其中 lang 包中的一些类可以直接使用,如 String、Short、Byte、Float 等等(因为这些类会被自动导入),写一个代码理解下

public class TestDemo{
    public static void main(String[] args){
        // 输出 long 的最大值
        System.out.println(Long.MAX_VALUE);	
    }
}

上述代码是输出 long 类型的最大值,其中使用了 Long 类的 Max_VALUE 方法。并且不需要手打导入 lang 包

而其它包使用时都需要手动导入,并且导入一般有以下几种方法

  • 方法一(不推荐): 直接在使用时,类前加包名,如
public class TestDemo{
    public static void main(String[] args){
        // 得到一个毫秒级的时间戳
        java.util.Date date=new java.util.Date();
    }
}

这种写法比较麻烦,不简洁

  • 方法二: 使用 impot 语句直接导入某包中的某个类,如
import java.util.Date;
public class TestDemo{
    public static void main(String[] args){
        // 得到一个毫秒级的时间戳
        Date date=new Date();
    }
}

注意:

导入包时也可以直接使用**通配符 *** ,直接导入 util 包中的所有,如

import java.util.*;

但是这个并不是直接将该包中的所有类全部导入,而是你用到哪个类就会导入哪个类。

但是会出现导入的两个包都使用通配符,并且两个包都包含同名类的话,则在使用时就会出现错误,如

import java.sql.*;
import java.util.*;
public class TestDemo{
    public static void main(String[] args){
        // 得到一个毫秒级的时间戳
        Date date=new Date();
    }
}

因此更推荐导入某个指定的类

  • 方法三(下面会讲解,不常使用): 静态导入

了解到这里我们就会发现,Java 中的 import 和 C++ 中的 #include 差别很大,后者必须使用 #include 来引入其他文件内容,但是 Java 不需要。

3. 静态导入

其实之前讲方法那一章就提到过静态方法,而静态导入跟静态方法一样,都通过关键字 static 修饰,使用 import static 导入包。

而静态导入可以使我们不用写类名,这在某些时候会更加方便,例如

import static java.util.lang.Math.*;
public class TestDemo{
    public static void main(String[] args){
        double x=3;
        double ans=pow(x,2);
    }
}

其实 pow 方法就省略了类名 Math

4. 创建包

既然理解了 Java 中的包,那么我们自己可以创建一个包吗?因为这样的话,我们就可以在和别人一起开发的时候,使用同一个类名了!

基本规则:

  • 包中的文件最上方要加上一个 package 语句,来指定该代码在哪个包中
  • 包名要和代码路径相匹配
  • 如果一个类没有 package 语句,则会被放到一个默认的包中
  • 包名需要全部小写,并尽量指定成唯一的名字(一般取名如下)
  1. 个人项目:pers.发起者名.项目名.模快名
  2. 团队项目:pers.团队名.项目名.模快名
  3. 公司项目:com.公司名.项目名.模快名

为了方便上述规则的理解,接下来让我来手动创建一个包吧!

创建及使用步骤:

  1. 右键 src ,点击new ,选择创建一个package【Java 基础语法】万字解析 Java 的包和继承

  2. 创建包名,包名全部小写

    【Java 基础语法】万字解析 Java 的包和继承

  3. 创建之后我们就可以看到这些,并且包名和代码的路径一致【Java 基础语法】万字解析 Java 的包和继承

  4. 点击 demo1,创建一个 Java 文件【Java 基础语法】万字解析 Java 的包和继承

    大家发现没,我创建了一个叫 TestDemo 的类,而这个名字在 src 中已经有了。这就是包的作用!并且这个文件上面有 package pers.dmw.demo1; 指定了该代码的位置

  5. 使用创建的类【Java 基础语法】万字解析 Java 的包和继承

    当我们输入 Test 的时候,它出现了两个 TestDemo,下面哪个就是我们创建的类。按照我们以上所学的,先导入包,再使用这个类【Java 基础语法】万字解析 Java 的包和继承

    完成啦!

【Java 基础语法】万字解析 Java 的包和继承

5. 包的访问权限

之前学类时,我们学过 public 和 private,其中被 public 修饰的成员在整个工程都可以使用,而被 private 修饰成员的则只能在自己的类中使用

而都不被这两者修饰的成员,则可以在这个包的其他类中使用,但是不能在其他包中使用

比如我们个人创建的包中定义两个类 TestDemo1 和 TestDemo2,而 TestDemo 是其他包中的

其中 TestDemo2 代码如下

package pers.dmw.demo1;
public class TestDemo2 {
    public int a=10;
    private int b=20;
    int c=30;
}

Testdemo1 代码如下

package pers.dmw.demo1;
public class TestDemo1 {
    public static void main(String[] args) {
        TestDemo2 testDemo2=new TestDemo2();
        System.out.println(testDemo2.a);
        System.out.println(testDemo2.b);
        System.out.println(testDemo2.c);
    }
}

其中 b 不能打印,因为 b 被 private 修饰,只能在自己的类中使用

TestDemo 代码如下

package pers.dmw.demo1;
public class TestDemo {
    public static void main(String[] args) {
        TestDemo2 testDemo2=new TestDemo2();
        System.out.println(testDemo2.a);
        System.out.println(testDemo2.b);
        System.out.println(testDemo2.c);
    }
}

其中 b 和 c 都不能打印,b 是被 private 修饰的类,而 c 没有被修饰,只能在自己的包中使用

6. 常见的系统包

包大概的知识已经介绍完了,最后让我们来了解下那些常见的系统包吧!

  1. java.lang:系统常用基础类(String、Object),此包从 JDK1.1 后自动导入。

  2. java.lang.reflflect:java 反射编程包

  3. java.net:进行网络编程开发

  4. java.sql:进行数据库开发的支持包

  5. java.util:是 Java 提供的工具程序包

  6. java.io:I/O 编程开发

二、继承

我们知道面向对象的基本特征就是:继承、封装、多态

我们已经了解过封装了,接下来就开始学习继承

学习继承之前我们首先回忆一下类与对象,之前我举了一个洗衣服的例子,不记得的朋友可以去 爆肝1W字只为弄懂类和对象 这章看看

而今天我再用一个谜语更好的帮大家去理解类和对象

谜语:

年纪不大,胡子一把。客人来啦,就喊妈妈(打一动物)

谜底:

诶!?先猜,谜底我已经放到本章的最后了,猜完的小伙伴可以到下面去验证哈

我们可以发现

  • 谜语就是一种抽象
  • 谜底就是一个具体
  • 类就是一个事物的抽象
  • 对象就是一个抽象的具体

回顾了类与对象之后,我们开始学习继承,那么继承是什么呢?

1. 概念

其实这里的继承和我们生活中的继承很类似,比如谁继承了长辈的产业。我们也可以用这样的比喻去写一个代码。

首先我们看一幅图

【Java 基础语法】万字解析 Java 的包和继承

图片里有一只羊和一只狼,然后它们都属于动物对吧,那我们可以根据动物去写一个类

class Animal{
    public String name;
    public int age;
    public void eat(){
        System.out.println("我要睡觉啦!");
    }
    public void bark(){
        System.out.println("我要叫啦!");
    }
}

该类中,定义了动物的名字、年龄属性以及睡觉、叫的行为。我们再继续对狼和羊定义一个类

class Wolf{
    public String name;
    public int age;
    public void eat(){
        System.out.println("我要睡觉啦!");
    }
    public void bark(){
        System.out.println("我要叫啦!");
    }
    public void hunt(){
        System.out.println("我要猎食啦!");
    }
}

class Sheep{
    public String name;
    public int age;
    public int cleatNum;
    public void eat(){
        System.out.println("我要睡觉啦!");
    }
    public void bark(){
        System.out.println("我要叫啦!");
    }
}

我们发现,在羊和狼的类的定义时,由于它们都属于动物,所以动物的一些属性和行为它们都有,所以我们可以通过继承,将羊和狼的类的代码变得更加简介

class Wolf extends Animal{
    public void hunt(){
        System.out.println("我要猎食啦!");
    }
}

class Sheep extends Animal{
    public int cleatNum;
}

如上述代码中的 A extends B 就是继承。其中

  • A:叫做子类或者派生类
  • B:叫做父类基类或者超类

当子类继承了父类之后,子类就拥有了父类的方法和属性

因此继承的意义就是

为了代码的重复使用

继承的思想就是

  1. 抽取共性,放到基类当中
  2. extends

2. 语法规则(含 super 使用)

这里我们再更加详细的介绍继承的语法规则,以便于解决一些疑惑的地方

语法:

class 子类 extends 父类{
    
}

规则:

  • Java 中一个子类只能继承一个父类(C++/python 等语言支持多继承)
  • 子类会继承父类的所有 public 的字段和方法
  • 对于父类的 private 的字段和方法,子类无法访问(可以继承)
  • 子类的实例中,也包含着父类的实例,可以使用 super 关键字得到父类实例的引用

注意:

由于 Java 当中只能单继承,为了解决这个问题,后面可以通过接口来实现类似于“多继承”的关系

那么上述关键字 super 是什么意思呢?首先我们看这样一段代码

class Animal{
    public String name;
    public void eat(){
        System.out.println(this.name + "要睡觉啦!");
    }
    public void bark(){
        System.out.println(this.name + "要叫啦!");
    }
}
class Wolf extends Animal{
    public void hunt(){
        System.out.println(this.name + "要猎食啦!");
    }
}
public class TestDemo{
    public static void main(String[] args){
        Wolf wolf=new Wolf();
        wolf.name="灰太狼";
        wolf.eat();
        wolf.bark();
        wolf.hunt();
    }
}

这就是一个简单的子类继承父类的使用。

我们知道创建一个对象分为两步:为对象分配内存和调用构造类。当我们没有定义构造方法时,系统会自动为我们构造一个无参的构造方法。

那如果我们在父类中主动的创建一个构造方法

class Animal{
    public String name;
    public Animal(Stirng name){
        this.name=name;
    }
    public void eat(){
        System.out.println(this.name + "要睡觉啦!");
    }
    public void bark(){
        System.out.println(this.name + "要叫啦!");
    }
}

那么我们要记住:子类继承父类,需要先帮父类构造。那么怎么构造呢,就要用到 super

class Wolf extends Animal{
    public Wolf(String name){
        super(name);	// 显示的调用父类的构造方法
    }
    public void hunt(){
        System.out.println(this.name + "我要猎食啦!");
    }
}

其中 super 就是调用父类的构造方法,这就满足子类继承父类之前,要先构造父类的构造方法

再具体理解下 super:

super:表示当前对象的父类的引用(但这个说法不严谨,这是和 this 类比的结论)

super():调用父类的构造方法

super.父类属性:调用父类的属性

super.父类方法:调用父类的方法

注意:

  • 当我们不主动创建构造方法时,但不是也有系统主动创建的构造方法吗?因为当我们不主动创建时,系统也主动使用了 super
  • super 不能和 this 一起使用,因为它们都要放在第一行
  • super 不能放在被 static 修饰的方法中使用,因为它依赖于对象
  • super 只会指向最直接的父类,不会指向父类的父类

3. protected 关键字

我们对之前学的关键字 public、private、默认以及即将要学的关键字 protected 做一个比较,就可以得到下面的表格

num 范围 private 默认(包访问权限) protected public
1 同一包中的同一类
2 同一包中的不同类
3 不同包中的子类
4 不同包中的非子类

我们发现在上述代码中,我使用的继承时,父类代码的属性都是用 public 修饰的。这样子类就可以正常使用这些属性,但是这就违背了“封装”的思想。但是如果用 private 修饰,不同包的子类又不能访问

因此出现了一个关键字 protected,使用它的话

  • 对于不同包的非子类: protected 修饰的字段和方法是不能访问的
  • 对于不同包的子类和同一包的其他类:protected 修饰的字段和方法是能访问的

学到这里,我们可以开始解决之前一些未提及的问题了:如果父类和子类都含有同一个参数,那调用时是使用哪个呢?我们来看下面的代码

class Base{
    public int a=1;
}
class Derieve extends Base{
    public int a=3;
    public void func(){
        System.out.println(a);
    }
}
public class TestDemo{
    public static void main(String[] args){
        Derieve derieve=new Derieve();
        derieve.func();
    }
}
// 结果为:3

也就是说,调用时也是依靠了一个就近原则,默认为子类中的。那么调用时想调用父类该怎么办呢?这时我们就可以使用 super 来调用父类的属性。将 Derieve 类 改成这样即可

class Derieve extends Base{
    public int a=3;
    public void func(){
        System.out.println(super.a);
    }
}
// 结果为:1

至于方法同名的问题下章将讲解!

4. 更复杂的继承关系

以上的继承关系都比较简单,如果关系变得更复杂时,如这个样子,我们该怎么办呢?【Java 基础语法】万字解析 Java 的包和继承

【Java 基础语法】万字解析 Java 的包和继承

emmm,其实一般建议是不希望超过三层的继承关系的,如果继承层次太多了,就需要考虑重构代码。

而有时我们不知不觉就写了很多的继承关系,所以为了在语法上进行限制继承,就可以使用关键字 final

5. final 关键字

之前我们了解过 final,它可以修饰一个变量或者字段,使其变成常量,不可以被修改,如

final int a=10;
// a 为常量不可以被修改

而在这里,final 也能修饰类,此时被修饰的类就不能被继承了,被叫做密封类,如

final class A{
    
}

此时 A 就不能被继承了

final 也可以修饰方法,被修饰的方法叫做密封方法,至于此时 final 有什么作用,下章将会讲解!

三、组合

上述重点讲解了继承相关的内容,而继承的意义就是:使代码可以重复使用

而组合也是一种表达类之间关系的方式,也能够达到代码重用的效果

顾名思义,组合就是将各种东西组合成一个东西。比如学习,学校就是由老师、学生、教学楼等等组合而成的,我们可以写一个代码

class Teacher{
    // ...
}
class Student{
    // ...
}
public class School{
    public Teacher[] teachers;
    public Student[] students;
}

上述代码就是将老师和学生的类封装成了对象,并且作为了另一个类的字段

四、总结(含谜底)

今天这章重点讲解了包和继承相关的内容,概念比较多,自己的理解也可能很不到位,所以写的不好,希望大家可以理解吧!最后来揭晓我们的谜底吧!

我是谜底:【Java 基础语法】万字解析 Java 的包和继承

其实我自己在猜的时候一直搞不懂羊为啥叫妈妈,羊不都是 miemie~ 的叫嘛,直到我想到了 giegie~【Java 基础语法】万字解析 Java 的包和继承

哈哈哈,艹

nal 有什么作用,下章将会讲解!


程序员灯塔
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