《Java面向对象程序设计(第2版)》课件-06 多态性

1、第六章多 态 性学习目标理解多态性的概念理解继承层次结构中对象间的关系区分抽象类与具体类抽象类和抽象方法的声明和使用接口的声明和实现final类和final方法嵌套类的概念和使用基本数据类型的包装类6.1 多态性概念和实例 多态性（Polymorphism）在超类中定义的属性或行为，被子类继承之后，可以具有不同的数据类型或表现出不同的行为。这使得同一个属性或行为在超类及其各个子类中具有不同的语义。定义Shape s； s.draw()； /s调用draw()方法，s指向对象不同会画出不同的图形（圆或矩形或三角形）多态性也是泛指在程序中同一个符号在不同的情况下具有不同解释的现象。 Circled

2、raw() Triangle Rectangledraw()Shapevoid draw();draw()6.1 多态性概念和实例 6.1 多态性概念和实例（续）实现多态性的条件:继承抽象方法引用Shape (抽象类)public abstract void draw ();Circle public void draw () ./画圆 Rectanglepublic void draw () ./画矩型 Shape s;Circle c1=new Circle();Rectangle r1=new Rectangle();s=c1;s.draw() ; /画圆 s=r1;s.draw();

3、/ /画矩型 6.2 继承层次结构中对象间的关系继承层次结构中的子类对象可以视为超类的对象，这样就可以将子类对象赋给超类变量。然而，超类对象并不是其任何子类的对象，即不能将超类对象赋给子类引用。6.2 继承层次结构中对象间的关系（续）例如:Point3 point = new Point3( 30, 50 );Circle4 circle = new Circle4( 120, 89, 2.7 );Point3 pointRef = circle; （允许）Point3 pointRef=new Circle4(120,12,0) （允许）pointRef.toString(); /call

4、Circle4.toString();pointRef=point; pointRef.toString() /call Point.toString();Circle circle= point; / 不允许，编译出错 Circle4Point3与引用变量指向的对象相关强制类型转换下列语句组是将point对象强制转换成Circle对象，circle. getX() 语句是正确的，而circle. getRadius()语句在运行时会产生错误。因为circle引用指向的point对象根本无getRadius方法。Point3 point = new Point3( 30, 50 );Circl

5、e circle=(Circle) point;circle. getX() ;circle. getRadius() ; /run-time error 例6-1中的例子举例说明了继承层次结构中对象间的关系。6.2 继承层次结构中对象间的关系 （续）例6-2 超类对象的引用赋给一个子类类型的变量/HierarchyRelationshipTest2.javapublic class HierarchyRelationshipTest2 public static void main( String args ) Point3 point = new Point3( 30, 50 ); Cir

6、cle3 circle; circle = point; /超类对象的引用赋给一个子类类型的变量，是不允许的。 6.3 抽象类和抽象方法 6.3.1 抽象类和具体类的概念 6.3.2 抽象方法的声明 6.3.3 抽象类的声明 6.3.4 抽象类程序设计的举例 6.3.1 抽象类和具体类的概念抽象类:每个抽象类中至少包含一个抽象方法。抽象类只能作为继承层次结构中的超类，所以这些类称为抽象超类。不能实例化抽象类的对象。抽象类的目的是提供一个合适的超类，以派生其他类。具体类:用于实例化对象的类。这种类实现它们声明的所有方法。抽象超类是一般类，它们仅仅指定子类的共同点，并不创建出真实的对象。例如，如果

7、我们要“绘制形状”，那我们将绘制什么形状呢？具体类为实例化对象提供了合理的细节。 6.3.2 抽象方法的声明用关键字abstract声明抽象方法：public abstract void draw();抽象方法并不提供实现。包含抽象方法的类必须声明为抽象类。抽象超类的所有具体子类都必须为超类的抽象方法提供具体实现。6.3.3 抽象类的声明使用关键字abstract声明抽象类。形如：public abstract class Shape .抽象类通常包含一个或多个抽象方法(静态方法不能为抽象方法）。抽象超类不能实例化。但可以使用抽象超类来声明引用变量，用以保存抽象类所派生的任何具体类的对象。程序

8、通常使用这种变量来多态地操作子类对象。6.3.4 抽象类程序设计的举例例6-3 抽象类的程序设计示例该例子所使用到的类的层次结构如图6-1所示。类的层次以抽象超类Shape为开始，派生出Point类，然后由Point类派生出Circle类，再由Circle类派生出Cylinder类。其中Shape以斜体字出现表示它是抽象类。图6-1 Shape类的层次结构6.4 接口的声明和实现 6.4.1 接口的概念 6.4.2 接口的声明6.4.3 接口的实现6.4.4 接口的程序设计举例 6.4.1 接口的概念接口:用于声明一组类的公共操作的接口。接口由常量和一组抽象方法组成。接口中不包括变量和有具体实

9、现的方法。接口只是声明了功能是什么(方法头),而并没有定义如何实现这个功能，功能的实现(即方法体)是在继承这个接口的各个子类中完成的.接口支持多重继承，在Java中，通常把对接口功能的继承称为“实现（implement）”。 接口与抽象类到底有什么区别:（1）接口不能实现任何方法，而抽象类可以。（2）类可以实现许多接口，但只有一个父类。（3）接口不是类分级结构的一部分，没有联系的类可以实现相同的接口。6.4.1 接口的概念（续）6.4.2 接口的声明定义接口的一般格式如下： public interface 接口名 extends 父接口名列表 /常量声明 public final stati

10、c 类型 变量名=常量值； /抽象方法声明 public abstract 返回类型 方法名（参数列表）； 接口支持多重继承:接口的定义举例：6.4.2 接口的声明（续）public interface StockWatcherfinal String sunTicker=SUNW; final String oracleTicker=ORCL; final String ciscoTicker=CSCO; void valueChanged(String tickerSymbol,double newValue);public interface Shape public final sta

11、tic double PI=3.1416; public abstract void draw( Graphics g);6.4.3 接口的实现为了使用接口，要编写实现接口的类。如果一个类实现一个接口，且实现接口中声明的所有方法时,那么这个类才是具体的类，否则它还是一个抽象的类。具体的类才能用来定义对象，抽象的类是不能实例化的。为了声明一个类来实现一个接口，在类的声明中要包括一条implements语句。一个类可以实现多个接口，因此可以在implements后面列出由类实现的接口系列，这些接口以逗号分隔。class ClassName extends ParentClass implement

12、s interface1,interface2 /接口中方法的实现6.4.4 接口的程序设计举例下面举例说明接口的使用。该例子中各类之间的层次关系如图6-1，仅仅区别在于用接口Shape替代了抽象超类Shape。例6-4接口程序设计示例public interface Shape /声明了Shape接口 public double getArea(); /声明getArea方法 public double getVolume(); /声明getVolume方法 public String getName(); /声明getName方法Shape类的层次结构6.5 final方法和final类

13、常量: 变量声明为final，说明该变量是常量，不能在声明后进行修改，并且在声明时必须对它进行初始化。final方法:方法的声明中有final。子类不能重载超类中声明为final的方法。因为子类不可能重载private方法，所以声明为private的方法隐式地为final方法。声明为static的方法也隐式地为final方法，因为只能重载非静态方法。final类:类的声明中包含final。 final类为不能为超类。final类中所有方法都隐式地为final方法。String类是final类的一个例子。不能扩展该类，使用字符串的程序可以调用String对象在Java API中指定的函数。将类声

14、明为final还可以防止程序员创建绕过安全限制的子类。6.6 嵌套类 6.6.1 内部类的概念6.6.2 内部类的声明6.6.3 匿名内部类声明6.6.4 嵌套类的程序设计举例6.6.1 内部类的概念嵌套在其它类里面的类称为内部类（inner class）。外层的类成为外部类(outer class).内部类主要用于事件处理。6.6.2 内部类的声明内部类的声明格式如下：修饰符 class outerClass修饰符 class innerClass例子6-5 内部类使用的例子 TestWindow.java 程序的显示界面使用javax.swing包中的JFrame类生成。定义扩展JFram

15、e的子类TestWindow. 程序运行输出结果如下：import java.awt.*;import java.awt.event.*;import javax.swing.*;public class TestWindow extends JFrame private JLabel aLabel; private JTextField aField, displayField; private JButton computeButton; / set up GUI public TestWindow() / call JFrame constructor to set title bar

16、string super( 内部类的使用：计算一个数的平方 ); / use inherited method getContentPane to get windows content pane Container container = getContentPane(); container.setLayout( new FlowLayout() ); / change layout aLabel = new JLabel( Input a: ); aField = new JTextField( 10 ); container.add( aLabel ); container.add(

17、aField ); / set up displayField displayField = new JTextField( 30 ); displayField.setEditable( false ); container.add( displayField ); / set up computeButton computeButton = new JButton( Compute ); container.add( computeButton ); / create an instance of inner class ActionEventHandler ActionEventHand

18、ler handler = new ActionEventHandler(); computeButton.addActionListener( handler ); / end constructorpublic static void main( String args ) TestWindow window = new TestWindow(); window.setSize( 400, 140 ); window.setVisible( true ); / end main/ inner class declaration for handling JButton events pri

19、vate class ActionEventHandler implements ActionListener / method to handle action events public void actionPerformed( ActionEvent event ) String a=aField.getText( ); /取用户输入的字符串数 int ai=Integer.parseInt(a); /转换成整型值 ai=ai*ai; /计算其平方 String b=String.valueOf(ai); /整型值转换成字符串 displayField.setText( The squ

20、are of +a+ is: + b ); / end method actionPerformed / end inner class ActionEventHandler / end class TestWindow /abstract method 在组件上打回车键激发ActionEvent事件，调用actionPerformed方法的执行例子: / TestWindow1.javaprivate class ActionEventHandler implements ActionListener / method to handle action events public void

21、actionPerformed( ActionEvent event ) if ( event.getSource() = exitButton ) System.exit( 0 ); / terminate the application / user pressed Enter key in hourField else if ( event.getSource() = aField ) String a=event.getActionCommand() ; int ai=Integer.parseInt(a); ai=ai*ai; String b=String.valueOf(ai);

22、 displayField.setText( The square of a is: + b ); / end method actionPerformed / end inner class ActionEventHandlerevent.getSource():返回用户正在交互的GUI组件名event.getActionCommand():返回用户正在交互的GUI组件的内容/abstract method 在组件上打回车键激发ActionEvent事件，调用actionPerformed方法的执行6.6.3 匿名内部类声明匿名内部类:是指定义的内部类没有类名，所以当程序中使用匿名内部类时，

23、在定义匿名内部类的地方创建该类的一个对象。匿名内部类的声明格式如下：new InterfaceName() /define inner class例子: TestWindow2.java (新)aField.addActionListener( /register aField event handler new ActionListener() /anonymous inner class / method to handle action events public void actionPerformed( ActionEvent event ) String a=event.getAc

24、tionCommand() ; int ai=Integer.parseInt(a); ai=ai*ai; String b=String.valueOf(ai); displayField.setText( The square of a is: + b ); / end method actionPerformed /end of anonymous inner class ); /end call to addActionListener exitButton.addActionListener( /register exitButton event handler new Action

25、Listener() /anonymous inner class / method to handle action events public void actionPerformed( ActionEvent event ) System.exit( 0 ); / end method actionPerformed /end of anonymous inner class ); /end call to addActionListener6.6.4 嵌套类的程序设计举例该程序包含两个文件Time.java和TimeTestWindow.java。Time.java文件定义了一个Tim

26、e类。TimeTestWindow.java文件中定义了一个内部类ActionEventHandler和一个匿名内部类。通过内部类和匿名内部类来处理用户对时间的设置事件。在声明和使用嵌套类时，应该注意以下事项：（1）包含嵌套类的类在编译时，将为每个类产生单独的.class文件。嵌套类文件名为OuterClassName$InnerClassName.class。匿名内部类的文件名为OuterClassName$#.class，#从1开始，编译时，每遇到一个匿名内部类，#递增1。（2）带有名称的内部类可以声明为public、protected、包访问或private，并且它们的使用限制与其他类成员相同。（3）内部类能以OuterClassName.this的形式访问其外部类的