JavaSE-封装、继承、多态

封装

封装：将对象的状态信息隐藏在对象内部，不允许外部程序直接访问对象内部信息，而是通过该类所提供的的方法来实现对内部信息的操作和访问

为了实现良好的封装，需要从两方面考虑：

• 讲对象的成员变量和实现细节隐藏起来，不允许外部直接访问
• 把方法暴露出去，让方法来控制对这些成员变量进行安全的访问和操作

因此，封装实际上有两方面的含义：把该隐藏的隐藏起来，把该暴露的暴露出来。这两个方面都需要通过使用Java提供的控制访问符来实现

访问控制符

Java提供了三个访问控制符：public protected private 分别代表了3个访问控制级别，另外还有一个不加任何访问控制符的访问控制级别，提供了4个访问控制级别

访问控制级别由小到大：private → default → protected → public

• private（当前类访问权限）：除了包含该成员的类之外，其他任何类都无法访问这个成员
• default（包访问权限）：默认访问权限没有任何关键字，通常指的就是报访问权限（有时也表示为friendly），这就意味着当前包中的所有其他类对那个成员都有访问权限，但对于这个包之外的所有类，这个成员是私有的
• protected（子类访问权限）：如果一个成员使用 protected 访问控制符修饰，那么这个成员既可以被同一个包中的其他类访问，也可以被不同包中的子类访问。通常情况下，如果使用 protected 来修饰一个方法，通常是希望其子类来重写这个方法
• public（公共访问权限）：使用public修饰的成员或外部类可以被所有类访问

继承

Java的继承通过 extends 关键字来实现，实现继承的类被称为子类，被继承的类称为父类，有的也称为其为基类、超类
子类继承父类的语法格式：修饰符 class SubClass extends SuperClass{}

继承的特点：

• 子类可以继承父类的属性和行为，但是子类不能继承父类的构造器
• Java是单继承模式：即一个类只能继承一个直接父类；Java不支持多继承、但是支持多层继承，允许一个类有无限多个间接父类
• 如果定义一个类时并未显示指定这个类的直接父类，则这个类默认扩展 java.lang.Object 类
• 子类可以继承父类的私有成员，只是不能直接访问

设计父类需要遵循的规则

继承是实现类复用的重要手段，但继承也带来了一个最大的坏处：破坏封装，子类可以直接访问父类的成员变量和方法，从而造成子类和父类的严重耦合。为了保证父类有良好的封装性，不会被子类随意改变，设计父类通常应该遵循如何规则

• 尽量隐藏父类的内部数据。尽量把父类的所有成员变量都设置为 private 访问类型，不要让子类直接访问父类的成员变量
• 不要让子类可以随意访问、修改父类的方法
  • 父类中那些仅为辅助其他的工具方法，应该使用 private 访问修饰符，让子类无法访问该方法
  • 如果父类中的方法需要被外部类访问，则必须以 public 修饰
  • 如果父类中的方法需要被外部类访问的同时，又不希望子类重写该方法，可以使用 final 修饰符来修饰该方法
  • 如果希望父类的某个方法被子类重写，但不希望被其他类自由访问，则可以使用 protected 来修饰该方法
• 尽量不要在父类构造器中调用将要被子类重写的方法

到底何时需要从父类派生新的子类呢？不仅需要保证子类是一种特殊的父类，而且需要具备一下两个条件之一：

• 子类需要额外增加属性，而不仅仅是属性值的改变
• 子类需要增加自己独有的行为方式（包括增加新的方式或重写父类的方法）

多态

Java引用变量有两个类型：一个是编译时类型，一个是运行时类型。编译时类型由声明该变量时使用的类型决定，运行时类型由实际赋给该变量的对象决定。如果编译时类型和运行时类型不一致，就可能出现所谓的多态

• 多态的前提：有继承/实现关系；有父类引用指向子类对象；有方法重写
• 多态的优势：在多态形式下，右边对象可以实现解耦合，便于扩展和维护
  • 定义方法的时候，使用父类型作为参数，该方法就可以接收这父类的一切子类对象，体现出多态的扩展性与便利

多态的常见形式

• 父类类型 对象名称 = new 子类构造器;
• 接口 对象名称 = new 实现类构造器;

Java允许把一个子类对象直接赋给一个父类引用变量，无需任何类型转换；向上转型是由系统自动完成

多态中成员访问特点

• 方法调用：编译看左边，运行看右边
• 变量调用：编译看左边，运行也看左边（多态侧重行为多态）

?? 多态下会产生的一个问题：多态下不能使用子类的独有功能？
引用变量只能调用它编译时类型的方法，而不能调用它运行时类型的方法，即使它实际所引用的对象确实包含该方法。如果需要让这个引用变量调用它运行时类型的方法，则必须把它强制类型转换为运行时类型

强制类型转换

类型强制转换语法格式：(type)variable

• 基本类型之间的转换只能在数值类型之间进行，这里所说的数值类型包括整数型、字符型和浮点型。但数值类型和布尔类型之间不能进行类型转换
• 引用类型之间的转换只能在具有继承关系的两个类型之间进行，如果是两个没有任何继承关系的类型，则无法进行类型转换，否则编译时就会出现错误。如果试图把一个父类实例转换成子类类型，则这个对象必须实际上是子类实例才行（即编译时类型为父类类型，而运行时类型是子类类型），否则将在运行时引发 ClassCastException 异常

考虑到进行强制类型转换时可能出现异常，因此进行类型转换之前应先通过 instanceof 运算符来判断是否可以成功转换，从而避免ClassCastException异常，保证了程序更加健壮

if(objPri instanceof String){
    String str = (String)objPri;
}

instanceof 运算符

instanceof运算符的前一个操作数通常是一个引用类型的变量，后一个操作数通常是一个类（也可以是一个接口），它用于判断前面的对象是否是后面的类，或者是其子类、实例类的实例。如果是，则返回true，否则返回false

注意：instanceof运算符前面的操作数的编译时类型要么与后面的类相同，要么与后面的类具有父子继承关系，否则会引起编译错误