延時(shí)符智能家居系統(tǒng)SmartHomeSystem團(tuán)隊(duì)：夏繼媛晏凱唐建東吳麗春

張立涓許亞蘭張秀君面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)（二）類的繼承final關(guān)鍵字抽象類和接口包異常訪問(wèn)控制一、

類的繼承1.1繼承的概念程序中，繼承描述的是事物之間的所屬關(guān)系，通過(guò)繼承可以使多種事物之間形成一種關(guān)系體系。在Java中，類的繼承是指在一個(gè)現(xiàn)有類的基礎(chǔ)上去構(gòu)建一個(gè)新的類，構(gòu)建出來(lái)的新類被稱作子類，現(xiàn)有類被稱作父類，子類會(huì)自動(dòng)擁有父類所有可繼承的屬性和方法。在程序中，如果想聲明一個(gè)類繼承另一個(gè)類，需要使用extends關(guān)鍵字，接下來(lái)通過(guò)一個(gè)案例來(lái)學(xué)習(xí)子類是如何繼承父類的。1.1繼承的概念程序中，繼承描述的是事物之間的所屬關(guān)系，通過(guò)繼承可以使多種事物之間形成一種關(guān)系體系。在Java中，類的繼承是指在一個(gè)現(xiàn)有類的基礎(chǔ)上去構(gòu)建一個(gè)新的類，構(gòu)建出來(lái)的新類被稱作子類，現(xiàn)有類被稱作父類，子類會(huì)自動(dòng)擁有父類所有可繼承的屬性和方法。在程序中，如果想聲明一個(gè)類繼承另一個(gè)類，需要使用extends關(guān)鍵字，接下來(lái)通過(guò)一個(gè)案例來(lái)學(xué)習(xí)子類是如何繼承父類的。一、

類的繼承一、

類的繼承1.1繼承的概念在類的繼承中，需要注意一些問(wèn)題，具體如下：1、在Java中，類只支持單繼承，不允許多重繼承，也就是說(shuō)一個(gè)類只能有一個(gè)直接父類，例如下面這種情況是不合法的。2、多個(gè)類可以繼承一個(gè)父類，例如下面這種情況是允許的。一、

類的繼承1.1繼承的概念在類的繼承中，需要注意一些問(wèn)題，具體如下：3、在Java中，多層繼承是可以的，即一個(gè)類的父類可以再去繼承另外的父類，例如C類繼承自B類，而B類又可以去繼承A類，這時(shí)，C類也可稱作A類的子類。下面這種情況是允許的。一、

類的繼承一、

類的繼承1.2重寫父類方法在繼承關(guān)系中，子類會(huì)自動(dòng)繼承父類中定義的方法，但有時(shí)在子類中需要對(duì)繼承的方法進(jìn)行一些修改，即對(duì)父類的方法進(jìn)行重寫。需要注意的是，在子類中重寫的方法需要和父類被重寫的方法具有相同的方法名、參數(shù)列表以及返回值類型。一、類的繼承1.2重寫父類方法從上例的運(yùn)行結(jié)果可以看出，當(dāng)子類重寫父類的方法后，子類對(duì)象將無(wú)法訪問(wèn)父類被重寫的方法，為了解決這個(gè)問(wèn)題，在Java中專門提供了一個(gè)super關(guān)鍵字用于訪問(wèn)父類的成員。例如訪問(wèn)父類的成員變量、成員方法和構(gòu)造方法。接下來(lái)分兩種情況來(lái)學(xué)習(xí)一下super關(guān)鍵字的具體用法。1、使用super關(guān)鍵字調(diào)用父類的成員變量和成員方法。具體格式如下：一、類的繼承1.2重寫父類方法2、使用super關(guān)鍵字調(diào)用父類的構(gòu)造方法。具體格式如下：一、類的繼承1.2重寫父類方法上例中在實(shí)例化Dog對(duì)象時(shí)一定會(huì)調(diào)用Dog類的構(gòu)造方法。從運(yùn)行結(jié)果可以看出，Dog類的構(gòu)造方法被調(diào)用時(shí)父類的構(gòu)造方法也被調(diào)用了。需要注意的是，通過(guò)super調(diào)用父類構(gòu)造方法的代碼必須位于子類構(gòu)造方法的第一行，并且只能出現(xiàn)一次。將上例第11行代碼去掉，再次編譯程序會(huì)報(bào)錯(cuò):一、類的繼承一、

類的繼承1.2重寫父類方法在繼承關(guān)系中，子類會(huì)自動(dòng)繼承父類中定義的方法，但有時(shí)在子類中需要對(duì)繼承的方法進(jìn)行一些修改，即對(duì)父類的方法進(jìn)行重寫。需要注意的是，在子類中重寫的方法需要和父類被重寫的方法具有相同的方法名、參數(shù)列表以及返回值類型。1.2重寫父類方法出錯(cuò)的原因是，在子類的構(gòu)造方法中一定會(huì)調(diào)用父類的某個(gè)構(gòu)造方法。這時(shí)可以在子類的構(gòu)造方法中通過(guò)super指定調(diào)用父類的哪個(gè)構(gòu)造方法，如果沒(méi)有指定，在實(shí)例化子類對(duì)象時(shí)，會(huì)自動(dòng)調(diào)用父類無(wú)參的構(gòu)造方法。為了解決上述程序的編譯錯(cuò)誤，可以在子類中顯示地調(diào)用父類中已有的構(gòu)造方法，當(dāng)然也可以選擇在父類中定義無(wú)參的構(gòu)造方法，現(xiàn)將上例中的Animal類進(jìn)行修改，如圖所示。一、類的繼承二、final關(guān)鍵字final關(guān)鍵字可用于修飾類、變量和方法，它有“這是無(wú)法改變的”或者“最終”的含義，因此被final修飾的類、變量和方法將具有以下特性：1、final修飾的類不能被繼承。2、final修飾的方法不能被子類重寫。3、final修飾的變量（成員變量和局部變量）是常量，只能賦值一次。2.1final關(guān)鍵字修飾類Java中的類被final關(guān)鍵字修飾后，該類將不可以被繼承，也就是不能夠派生子類。接下來(lái)通過(guò)一個(gè)案例來(lái)驗(yàn)證。二、final關(guān)鍵字2.2final關(guān)鍵字修飾方法當(dāng)一個(gè)類的方法被final關(guān)鍵字修飾后，這個(gè)類的子類將不能重寫該方法。二、final關(guān)鍵字2.2final關(guān)鍵字修飾方法當(dāng)一個(gè)類的方法被final關(guān)鍵字修飾后，這個(gè)類的子類將不能重寫該方法。二、final關(guān)鍵字這是因?yàn)锳nimal類的shout()方法被final所修飾。由此可見(jiàn)，被final關(guān)鍵字修飾的方法為最終方法，子類不能對(duì)該方法進(jìn)行重寫。正是由于final的這種特性，當(dāng)在父類中的定義某個(gè)方法時(shí)，如果不希望被子類重寫，就可以使用final關(guān)鍵字修飾該方法。二、final關(guān)鍵字這是因?yàn)槭褂胒inal關(guān)鍵字修飾成員變量時(shí)，虛擬機(jī)不會(huì)對(duì)其進(jìn)行初始化。因此使用final修飾成員變量時(shí)，需要在定義變量的同時(shí)賦予一個(gè)初始值，下面將第2行代碼修改為：finalStringname="李芳";//為final關(guān)鍵字修飾的name屬性賦值三、抽象類和接口3.1抽象類當(dāng)定義一個(gè)類時(shí)，常常需要定義一些方法來(lái)描述該類的行為特征，但有時(shí)這些方法的實(shí)現(xiàn)方式是無(wú)法確定的。針對(duì)上面描述的情況，Java允許在定義方法時(shí)不寫方法體，不包含方法體的方法為抽象方法，抽象方法必須使用abstract關(guān)鍵字來(lái)修飾，具體示例如下：3.1抽象類當(dāng)一個(gè)類中包含了抽象方法，該類必須使用abstract關(guān)鍵字來(lái)修飾，使用abstract關(guān)鍵字修飾的類為抽象類，具體示例如下:三、抽象類和接口3.1抽象類在定義抽象類時(shí)需要注意，包含抽象方法的類必須聲明為抽象類，但抽象類可以不包含任何抽象方法，只需使用abstract關(guān)鍵字來(lái)修飾即可。另外，抽象類是不可以被實(shí)例化的，因?yàn)槌橄箢愔杏锌赡馨橄蠓椒ǎ橄蠓椒ㄊ菦](méi)有方法體的，不可以被調(diào)用。如果想調(diào)用抽象類中定義的方法，則需要?jiǎng)?chuàng)建一個(gè)子類，在子類中將抽象類中的抽象方法進(jìn)行實(shí)現(xiàn)。三、抽象類和接口3.2接口如果一個(gè)抽象類中的所有方法都是抽象的，則可以將這個(gè)類用另外一種方式來(lái)定義，即接口。在定義接口時(shí)，需要使用interface關(guān)鍵字來(lái)聲明，具體示例如下：從示例中會(huì)發(fā)現(xiàn)抽象方法breathe()并沒(méi)有使用abstract關(guān)鍵字來(lái)修飾，這是因?yàn)榻涌谥卸x的方法和變量都包含一些默認(rèn)修飾符。接口中定義的方法默認(rèn)使用“publicabstract”來(lái)修飾，即抽象方法。接口中的變量默認(rèn)使用“publicstaticfinal”來(lái)修飾，即全局常量。三、抽象類和接口3.2接口由于接口中的方法都是抽象方法，因此不能通過(guò)實(shí)例化對(duì)象的方式來(lái)調(diào)用接口中的方法。此時(shí)需要定義一個(gè)類，并使用implements關(guān)鍵字實(shí)現(xiàn)接口中所有的方法。三、抽象類和接口四、異常4.1什么是異常在程序運(yùn)行的過(guò)程中，也會(huì)發(fā)生這種非正常狀況，比如程序運(yùn)行時(shí)磁盤空間不足，網(wǎng)絡(luò)連接中斷，被裝載的類不存在。針對(duì)這種情況，在Java語(yǔ)言中，引入了異常，以異常類的形式對(duì)這些非正常情況進(jìn)行封裝，通過(guò)異常處理機(jī)制對(duì)程序運(yùn)行時(shí)發(fā)生的各種問(wèn)題進(jìn)行處理。接下來(lái)通過(guò)一個(gè)案例來(lái)認(rèn)識(shí)一下什么是異常：四、異常4.1什么是異常在程序運(yùn)行的過(guò)程中，也會(huì)發(fā)生這種非正常狀況，比如程序運(yùn)行時(shí)磁盤空間不足，網(wǎng)絡(luò)連接中斷，被裝載的類不存在。針對(duì)這種情況，在Java語(yǔ)言中，引入了異常，以異常類的形式對(duì)這些非正常情況進(jìn)行封裝，通過(guò)異常處理機(jī)制對(duì)程序運(yùn)行時(shí)發(fā)生的各種問(wèn)題進(jìn)行處理。接下來(lái)通過(guò)一個(gè)案例來(lái)認(rèn)識(shí)一下什么是異常：程序發(fā)生了算數(shù)異常（ArithmeticException），這個(gè)異常是由于程序中的第3行代碼調(diào)用divide()方法時(shí)傳入了參數(shù)0，在方法中的第8行代碼的運(yùn)算中出現(xiàn)了被0除的錯(cuò)誤。在這個(gè)異常發(fā)生后，程序會(huì)立即結(jié)束，無(wú)法繼續(xù)向下執(zhí)行。4.1什么是異常在上例中產(chǎn)生了一個(gè)ArithmeticException異常，ArithmeticException異常只是Java異常類中的一種，在Java中還提供了大量的異常類，這些類都繼承自java.lang.Throwable類。接下來(lái)通過(guò)一張圖來(lái)展示Throwable類的繼承體系。四、異常4.1什么是異常Throwable有兩個(gè)直接子類Error和Exception，其中Error代表程序中產(chǎn)生的錯(cuò)誤，Exception代表程序中產(chǎn)生的異常。Error類稱為錯(cuò)誤類，它表示Java運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的系統(tǒng)內(nèi)部錯(cuò)誤或資源耗盡的錯(cuò)誤，是比較嚴(yán)重的，僅靠修改程序本身是不能恢復(fù)執(zhí)行的。舉一個(gè)生活中的例子，在蓋樓的過(guò)程中因偷工減料，導(dǎo)致大樓坍塌，這就相當(dāng)于一個(gè)Error。使用java命令去運(yùn)行一個(gè)不存在的類就會(huì)出現(xiàn)Error錯(cuò)誤。四、異常4.1什么是異常Throwable有兩個(gè)直接子類Error和Exception，其中Error代表程序中產(chǎn)生的錯(cuò)誤，Exception代表程序中產(chǎn)生的異常。Exception類稱為異常類，它表示程序本身可以處理的錯(cuò)誤，在開(kāi)發(fā)Java程序中進(jìn)行的異常處理，都是針對(duì)Excption類及其子類。在Exception類的眾多子類中有一個(gè)特殊的RuntimeException類，該類及其子類用于表示運(yùn)行時(shí)異常，除了此類，Exception類下所有其它的子類都用于表示編譯時(shí)異常。四、異常4.1什么是異常Throwable類中的常用方法四、異常4.2try…catch上例由于發(fā)生了異常，程序立即終止，無(wú)法繼續(xù)向下執(zhí)行。為了解決這樣的問(wèn)題，Java中提供了一種對(duì)異常進(jìn)行處理的方式——異常捕獲。異常捕獲通常使用try…catch語(yǔ)句，具體語(yǔ)法格式如下：其中在try代碼塊中編寫可能發(fā)生異常的Java語(yǔ)句，catch代碼塊中編寫針對(duì)異常進(jìn)行處理的代碼。當(dāng)try代碼塊中的程序發(fā)生了異常，系統(tǒng)會(huì)將這個(gè)異常的信息封裝成一個(gè)異常對(duì)象，并將這個(gè)對(duì)象傳遞給catch代碼塊。catch代碼塊需要一個(gè)形參指明它所能夠接收的異常類型，這個(gè)參數(shù)的類型必須是Exception類或其子類。四、異常4.2try…catch接下來(lái)使用try...catch語(yǔ)句對(duì)上例中出現(xiàn)的異常進(jìn)行捕獲。四、異常五、包(package)5.1包的定義與使用為了便于對(duì)硬盤上的文件進(jìn)行管理，通常都會(huì)將文件分目錄進(jìn)行存放。同理，在程序開(kāi)發(fā)中，也需要將編寫的類分目錄存放便于管理，為此，Java引入了包(package)機(jī)制，程序可以通過(guò)聲明包的方式對(duì)Java類定義目錄。Java中的包是專門用來(lái)存放類的，通常功能相同的類存放在相同的包中。在聲明包時(shí)，使用package語(yǔ)句，具體示例如下：需要注意的是，包的聲明只能位于Java源文件的第一行。5.1包的定義與使用接下來(lái)以HelloWorld為例，講解如何使用包機(jī)制管理Java類文件。五、包(package)5.1包的定義與使用在當(dāng)前目錄下查看包名“cn.itcast”對(duì)應(yīng)的“cn\itcast”目錄，發(fā)現(xiàn)該目錄下存放了HelloWorld.class文件。五、包(package)5.2import語(yǔ)句在程序開(kāi)發(fā)中，位于不同包中的類經(jīng)常需要互相調(diào)用。例如，目錄“D:\packageTest”下有兩個(gè)源文件，分別是Student.java和Test.java。五、包(package)5.2import語(yǔ)句Java中提供了import關(guān)鍵字，使用import可以在程序中一次導(dǎo)入某個(gè)指定包下的類，具體格式如下所示：需要注意的是，import通常出現(xiàn)在package語(yǔ)句之后，類定義之前。修改后的Test類如圖所示。五、包(package)5.2import語(yǔ)句在JDK中，不同功能的類都放在不同的包中，其中Java的核心類主要放在java這個(gè)包以及其子包下，Java擴(kuò)展的大部分類都放在javax包以及其子包下。為了便于后面的學(xué)習(xí)，接下來(lái)簡(jiǎn)單介紹Java語(yǔ)言中的常用包。java.lang:包含Java語(yǔ)言的核心類，如String、Math、System和Thread類等，使用這個(gè)包中的類無(wú)須使用import語(yǔ)句導(dǎo)入，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)導(dǎo)入這個(gè)包下的所有類。java.util:包含Java中大量工具類、集合類等，例如Arrays、List、Set等。:包含Java網(wǎng)絡(luò)編程相關(guān)的類和接口。java.io:包含了Java輸入、輸出有關(guān)的類和接口。java.awt:包含用于構(gòu)建圖形界面(GUI)的相關(guān)類和接口。五、包(package)在Java中