1、第3章 面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計高級,郭建宏,椅子大戰(zhàn),從前，有一間軟件小鋪，裡面有兩個程序員被指派去設(shè)計一個程序。 壞心的老闆娘兼項目經(jīng)理要求兩個人比賽，贏的人可以坐上象徵身份地位的AeronTM寶椅。 程序開發(fā)高手阿珠和面向?qū)ο蟮男磐桨⒒▋蓚€人都相信自己贏的可能性很大。,需求,在圖形接口中畫出四方形（squre），圓形（circle）和三角形（triangle），圖形需要順時針繞中心旋轉(zhuǎn)，同時輸出AIF音效文件。,阿珠是怎樣做的？,和以往一樣，阿珠準(zhǔn)備好開始設(shè)計重要的程序。沒幾下就寫出了rotate和playSound方法。 rotate() / 繞中心旋轉(zhuǎn)360度。 playSound() /

2、播放aif文件。 ,阿花是怎樣做的？,阿花分別為三個形狀各寫出一個類。,新的需求（一）,前面的形狀需要加上阿米巴原蟲（Amoeba）形狀。 用戶點選時也是旋轉(zhuǎn)并播放.hif的聲音文件。,阿珠該怎樣做？,原來的rotate程序還可以用。 但是playSound就得要修改。 雖然修改的幅度不大，但是阿珠實在不想去碰已經(jīng)測試過的程序代碼。他應(yīng)該很清楚，不管項目經(jīng)理怎么保證，需求就是會不停的改。 playSound(shapeNum) / 參數(shù)用來標(biāo)識傳入的是否是amoeba圖形 / 如果不是阿米巴形狀，則播放.aif文件。 / 如果是則播放.hif文件 ,阿花該怎樣做？,阿花則寫出一個新的類。 面向

3、對象讓他最喜歡的其中一點就是有時不需改動已經(jīng)測試好的程序就可以達(dá)成新的目標(biāo)。 面向?qū)ο蟮倪m應(yīng)性和可擴展性讓他面對修改時不會覺得太痛苦。,新的需求（二）,阿米巴蟲在旋轉(zhuǎn)的時候需要以給定的作為原點旋轉(zhuǎn)。,阿珠該怎樣做？,阿珠最好還是幫rotate程序加上軸心點的參數(shù)。這樣就有一堆程序要改。 本來已經(jīng)測試好的東西全部又得重來一遍。 rotate(shapeNum, xPt, yPt) / 如果不是阿米巴，則繞中心旋轉(zhuǎn)。 / 否則以xPt和yPt作為旋轉(zhuǎn)中心旋轉(zhuǎn)。 ,阿花該怎樣做,阿花修改rotate這個方法，但不是每個都要修改，只修改Amoeba這個類而已。 其他已經(jīng)測試、編譯過的部分完全沒有必要修

4、改。 該類需要的修改就是加上旋轉(zhuǎn)軸心點的屬性。,問題的解決,從上面的分析可以看出，阿花的設(shè)計是非常好的。 但是還有一個問題，在每個類中rotate和playSound有很多都是重復(fù)的。這樣做太沒有效率了。該怎樣解決這樣的問題呢？ 答案就是應(yīng)用“繼承”來解決。,怎樣繼承,繼承概述,多個類中存在相同屬性和行為時，將這些內(nèi)容抽取到單獨一個類中，那么多個類無需再定義這些屬性和行為，只要繼承單獨的那個類即可。 多個類可以稱為子類，單獨這個類稱為父類或者超類。 通過extends關(guān)鍵字讓類與類之間產(chǎn)生繼承關(guān)系。 class SubDemo extends Demo 子類繼承父類后，都繼承了父類的那些哪些成

5、員呢？ 子類繼承了父類的屬性，包括私有屬性。 子類繼承了除構(gòu)造方法外的其他所有方法。 問題： 為什么子類對象在實例化之前必須首先調(diào)用父類中的構(gòu)造方法之後再調(diào)用子類自己的構(gòu)造方法？,繼承的特點,Java只支持單繼承，不支持多繼承。 一個類只能有一個父類，不可以有多個父類。 class SubDemo extends Demo /ok class SubDemo extends Demo1,Demo2./error Java支持多層繼承（繼承體系） class A class B extends A class C extends B 子類對象實例化 子類對象在實例化之前必須首先調(diào)用父類中的構(gòu)造方

6、法之後再調(diào)用子類自己的構(gòu)造方法。 定義繼承需要注意 不要僅為了獲取其他類中的某個功能而去繼承。 類與類之間要有所屬(“is a”)的關(guān)系，xx1是xx2的一種。,阿米巴的rotate該怎么辦？,阿米巴形狀會需要完全不同的rotate和playSound程序，如果都繼承Shape，那旋轉(zhuǎn)的功能就都一樣了。 解決方法：Amoeba這個類可以覆蓋（override）Shape的方法。（多態(tài)）,阿米巴的rotate該怎么辦？,方法覆寫（Override）,子類中出現(xiàn)與父類一模一樣的方法時，會出現(xiàn)覆蓋操作，也稱為重寫或者復(fù)寫。 父類中的私有方法不可以被覆蓋。 在子類覆蓋方法中，繼續(xù)使用被覆蓋的方法可以通

7、過“super.函數(shù)名”獲取（super關(guān)鍵字部分介紹）。 覆蓋注意事項 覆蓋時，子類方法權(quán)限一定要大于父類方法權(quán)限。 privateprotecteddefaultpublic 靜態(tài)只能覆蓋靜態(tài)。 覆蓋的應(yīng)用 當(dāng)子類需要父類的功能，而功能主體子類有自己特有內(nèi)容時，可以復(fù)寫父類中的方法，這樣，即沿襲了父類的功能，又定義了子類特有的內(nèi)容。,重載和覆寫的區(qū)別,繼承的意義,繼承的出現(xiàn)提供了代碼的復(fù)用性。 繼承的出現(xiàn)讓類與類之間產(chǎn)生了關(guān)系，提供了多態(tài)的前提。 子類繼承父類可以擴展已有類的功能。 在工程中，父類一般都提供一個接口。（此問題在抽象類/接口部分解釋）,super關(guān)鍵字,this代表本類引用，

8、super代表父類引用。 super和this的用法相同。 如果在子類中調(diào)用父類的同名方法，可以使用super關(guān)鍵字調(diào)用。 當(dāng)子類和父類出現(xiàn)同名成員的時候，可以使用super進行區(qū)分。 子類要調(diào)用父類的構(gòu)造方法的時候，可以使用super關(guān)鍵字調(diào)用。 this和super都可以調(diào)用構(gòu)造方法，但是兩者是不可以同時出現(xiàn)的，因為兩者調(diào)用構(gòu)造時必須放在構(gòu)造方法的首行。 無論子類如何操作，最終必須要首先調(diào)用父類中的構(gòu)造方法。 super關(guān)鍵字最重要的作用就是用基類有參數(shù)的構(gòu)造方法構(gòu)造派生類的對象。,總結(jié)子類實例化過程,子類中所有的構(gòu)造方法函數(shù)都會訪問父類中空參數(shù)的構(gòu)造函數(shù)。因為每一個構(gòu)造函數(shù)的第一行都有一

9、條默認(rèn)的語句super(); 子類會具備父類中的數(shù)據(jù)，所以要先明確父類是如何對這些數(shù)據(jù)初始化的。 當(dāng)父類中沒有空參數(shù)的構(gòu)造函數(shù)時，子類的構(gòu)造函數(shù)必須通過this或者super語句指定要訪問的構(gòu)造函數(shù)。,final關(guān)鍵字,final可以修飾類，方法，變量。 final修飾的類不可以被繼承。 final修飾的方法不可以被覆蓋。 final修飾的變量是一個常量。只能被賦值一次。 全局常量的聲明 使用static final關(guān)鍵字聯(lián)合聲明的變量稱為全局常量： public static final String INFO=“GJH”; 內(nèi)部類只能訪問final修飾的局部變量。,椅子大戰(zhàn)的新需求（三）,

10、現(xiàn)在需要重新定義各種形狀旋轉(zhuǎn)的度數(shù) 圓形90度。 矩形180度。 三角形270度。 阿米巴形不變。,需求分析,現(xiàn)在發(fā)現(xiàn)，rotate方法在父類中根本沒有任何的作用，如果硬要寫一些內(nèi)容的話，不是太浪費了？ 所以最好的解決方案是在父類中只留一個聲明，具體的實現(xiàn)放到子類中實現(xiàn)。 要想這樣實現(xiàn)就必須依靠“抽象類”。,抽象類概述,抽象定義： 抽象就是從多個事物中將共性的，本質(zhì)的內(nèi)容抽取出來。 例如：狼和狗共性都是犬科，犬科就是抽象出來的概念。 抽象類： Java中可以定義沒有方法體的方法，該方法的具體實現(xiàn)由子類完成，該方法稱為抽象方法，包含抽象方法的類就是抽象類。 抽象方法的由來： 多個對象都具備相同的

11、功能，但是功能具體內(nèi)容有所不同，那么在抽取過程中，只抽取了功能定義，并未抽取功能主體，那么只有功能聲明，沒有功能主體的方法稱為抽象方法。 例如：狼和狗都有吼叫的方法，可是吼叫內(nèi)容是不一樣的。所以抽象出來的犬科雖然有吼叫功能，但是并不明確吼叫的細(xì)節(jié)。,抽象類的特點,抽象類和抽象方法必須用abstract關(guān)鍵字來修飾。 抽象方法只有方法聲明，沒有方法體，定義在抽象類中。 格式：修飾符 abstract 返回值類型 函數(shù)名(參數(shù)列表) ; 抽象類不可以被實例化，也就是不可以用new創(chuàng)建對象。原因如下： 抽象類是具體事物抽取出來的，本身是不具體的，沒有對應(yīng)的實例。例如：犬科是一個抽象的概念，真正存在的

12、是狼和狗。 而且抽象類即使創(chuàng)建了對象，調(diào)用抽象方法也沒有意義。 抽象類通過其子類實例化，而子類需要覆蓋掉抽象類中所有的抽象方法后才可以創(chuàng)建對象，否則該子類也是抽象類。,抽象類的思考,問題1：一個抽象類可以使用final關(guān)鍵字嗎？ 問題2：一個抽象類中可以定義構(gòu)造方法嗎？,回答,問題一： 一個類如果使用了final關(guān)鍵字聲明，則此類不能被子類繼承，而抽象類又必須被子類覆寫，所以很明顯，第一個問題的答案是：“一個抽象類不能使用final關(guān)鍵字聲明”。 問題二： 實際上在一個抽象類中允許存在構(gòu)造方法，因為抽象類依然使用的是類的繼承關(guān)係，而且抽象類中也存在各個屬性，所以子類在實例化之前一定要先對父類進

13、行實例化。,抽象類總結(jié),包含一個抽象方法的類必須是抽象類。 抽象類和抽象方法都要使用abstract關(guān)鍵字聲明。 抽象方法只可以聲明而不可以實現(xiàn)。 抽象類使用的時候一定要有子類。 子類仍然使用extends關(guān)鍵字繼承一個抽象類，同樣會存在單繼承的關(guān)係。 一個子類不能同時繼承多個抽象類。 子類（如果不是抽象類）必須覆寫抽象類中的全部抽象方法。 抽象類中絕對不能使用final關(guān)鍵字聲明。 抽象類中允許有構(gòu)造方法，而且完全符合子類獨享的實例化過程。,椅子大戰(zhàn)新的需求（四）,現(xiàn)在將每一種形狀播放的聲音進行更改 圓形播放cir文件的聲音文件。 四方形播放squ文件的聲音文件。 三角形播放tri文件的聲音

14、文件。 阿米巴形不變。,需求分析,現(xiàn)在遇到了和抽象類中一樣的問題，就是playSound方法在父類中也失去了作用，當(dāng)然按照抽象類的方法可以將這個方法也聲明為抽象方法。 這個時候可以看出，父類中的所有的方法都是抽象方法了，這實際上就變成了一個“接口”。,接口的概念及定義,接口可以理解為一種特殊的類，裡面全部是由全局常量和公共的抽象方法組成。 成員常量：public static final 成員方法：public abstract 接口的定義格式 權(quán)限限定 interface 接口名稱 全局變量; 抽象方法; ,實現(xiàn)接口,與抽象類一樣，接口若要使用也必須通過子類，子類通過implements關(guān)鍵

15、字實現(xiàn)接口。 實現(xiàn)格式： public class 子類 implements 接口A，接口B， 接口的出現(xiàn)將“多繼承”通過另一種形式體現(xiàn)出來，即“多實現(xiàn)”，這就可以彌補Java在類的繼承中只可以單繼承的局限。,接口的特點,接口是對外暴露的規(guī)則。 接口是程序的功能擴展。 接口可以用來多實現(xiàn)。 類與接口之間是實現(xiàn)關(guān)系，而且類可以繼承一個類的同時實現(xiàn)多個接口。 接口與接口之間可以有繼承關(guān)系。,椅子大戰(zhàn)的編碼需求（五）,在客戶端需要編寫兩個方法 testPlaySound方法：可以測試所有形狀的聲音。 testRotate方法：可以測試所有形狀的旋轉(zhuǎn)。,需求分析,按照以前的知識，要想實現(xiàn)前面的內(nèi)容，

16、就必須要寫多個方法，那么如何實現(xiàn)一個方法可以接受不同形狀的調(diào)用呢？ 解決方案就是使用面向?qū)ο笾凶钪匾母拍睢岸鄳B(tài)”。,多態(tài)的概念,定義：某一類事物的多種存在形態(tài)。 例：動物中貓，狗。 貓這個對象對應(yīng)的類型是貓類型 貓 x = new 貓(); 同時貓也是動物中的一種，也可以把貓稱為 動物。 動物 y = new 貓(); 動物是貓和狗具體事物中抽取出來的父類型。 父類型引用指向了子類對象，這實際上就是向上轉(zhuǎn)型。,多態(tài)的概念,體現(xiàn)： 父類或者接口的引用指向或者接收自己的子類對象。 作用： 多態(tài)的存在提高了程序的擴展性和后期可維護性。 前提： 需要存在繼承或者實現(xiàn)關(guān)系。 要有覆蓋操作。,多態(tài)的特點,方法： 編譯時：要查看引用變量所屬的類中是否有所調(diào)用的成員。 在運行時：要查看對象所屬的類中是否有所調(diào)用的成員。 屬性： 只看引用變量所屬的類。,椅子大戰(zhàn)的新需求（六）,需要在輸出聲音之前提示用戶“即將開始播放聲音”。 需要在輸出聲音之后提示