5繼承

5.1 類、超類和子類

關鍵字extends表示繼承。

Java中的繼承都是公用繼承，沒有C++中的私有繼承和保護繼承。

Super class ?Subclass ?來自于集合的術語

Base class ??Derived class

Parent class ?Child class

將通用的功能放在超類中，將具有特殊用途的方法放在子類中。

子類中可以覆蓋（override）超類中的方法。

子類不能直接訪問超類的私有域。

子類中調用超類方法：super.method()

C++中用 [超類名::方法]的方式調用超類方法。

因為子類不能訪問超類私有域，

子類的構造器中，第一條語句要用super(...)調用超類構造器；

如果未提供super()語句，則調用默認無參數的超類構造器；

如果超類沒有默認構造器，則編譯出錯。

C++中利用初始化列表語法調用超類構造器。

繼承層次：

由一個公共超類派生出來的所有類的集合被稱為繼承層次（inheritance hierarchy）。

從某個特定的類到其祖先的路徑被稱為該類的繼承鏈（inheritance chain）。

一個祖先類可以擁有多個子孫繼承鏈。

Java不支持多繼承。

多態：

IS-A規則：子類的每個對象也是超類的對象。

即置換法則，程序中出現超類對象的任何地方都可以用子類對象置換。

超類對象變量可以引用任何其子類對象。

不能將超類的引用賦給子類變量。

靜態綁定 static binding：

對于private方法、static方法、final方法或者構造器，編譯器可明確知道應該調用哪個方法。

動態綁定：

調用的方法依賴于隱式參數的實際類型，并且在運行時實現動態綁定。

虛擬機預先為每個類創建一個方法表（method table），其中列出了所有方法的簽名和實際調用的方法。真正調用的時候，虛擬機查找這個表。

覆蓋一個方法時，子類方法不能低于超類方法的可見性。

阻止繼承：

Final類：不允許被擴展的類。

Final方法：不允許被重寫的方法。

Final類中的方法自動的稱為final方法。

Final域：常量。

Final的主要目的：確保它們不會在子類中改變語義。

String類是final類。

如果一個方法沒有被覆蓋并且很短，編譯器進行內聯（inlining）優化處理。因為分支轉移會擾亂指令預取策略。

強制類型轉換：

用一對圓括號將目標類名括起來，置于需要轉換的目標引用之前。

唯一原因：在暫時忽視對象的實際類型之后，使用對象的全部功能。

可以將子類引用賦給超類變量，但當超類引用賦給子類變量時，必須進行類型轉換。

在類型轉換之前，進行instanceof檢查。

綜上所述：

1、只能在繼承層次內進行類型轉換；

2、在將超類轉換成子類之前，使用instanceof進行檢查。

在一般情況下，應該盡量少用類型轉換和instanceof運算符。

C++的類型轉換：Manager* boss = dynamic_cast<Manager*>(staff[1]);

抽象類：

包含一個或多個抽象方法的類必須聲明為抽象類。

抽象類可以包含具體數據和具體方法。

其子類如果實現部分抽象方法，則也需聲明為抽象類；

子類若實現全部抽象方法，則不必聲明為抽象方法。

類即使不包含抽象方法，也可以將其聲明為抽象類。

抽象類不能被實例化。

可以定義一個抽象類的對象變量，但是只能引用非抽象子類的對象。

C++中的抽象類：只要包含純虛函數的類就是抽象類。

編譯器只允許調用在類中聲明的方法。

受保護訪問：

允許子類的方法訪問超類的某個域，或希望超類的某些方法被子類訪問。

protected

最好的示例：Object類中的clone方法。

Private——對本類可見；

Public——對所有類可見；

Protected——對本包和所有子類可見；

默認——對本包可見。

5.2 Object：所有類的超類

Object類型的變量可以引用任何類型的對象。

在java中，只有基本類型（primitive types）不是對象。

所有數組類型都是對象，擴展于Object類。

equals方法：

????public boolean equals( Object other);

Object中，檢測兩個對象變量是否有相同的引用（功能與==一致）。

在子類定義equals方法時，首先調用超類的equals方法。如果檢測失敗，對象就不可能相等。如果超類中的域都相等，就需要比較子類中的實例域。

Java要求equals語法具有下面的性質：

自反性

對稱性

傳遞性

一致性

X.equals(null)應該返回false

重寫符號：方法前一行加@override

重寫equals方法步驟：

1、顯式參數命名為otherObject；

2、檢測this與otherObject是否引用同一個對象；if (this == otherObject) return true;

3、檢測otherObject是否為空；if (otherObject == null) return false;

4、檢測otherObject是否屬于同一類。

a)?如果equals的語義在每個子類中有所改變，用getClass檢測：

if (getClass() != otherObject.getClass()) return false;

b)?如果所有的子類都擁有統一語義，就使用instanceof檢測：

if (!(otherObject instanceof ClassName)) return false;

5、將otherObject轉換為相應的類類型變量：ClassName other = (ClassName) otherObject;

6、對所有需要比較的域進行比較。需在其中包含調用super.equals(other);

數組類型的域，用Arrays.equals(a1, a2)檢查是否相等。

hashcode方法：

public int hashcode();

定義在Object類中，每個對象都有一個默認的散列碼，其值為對象的存儲地址。

Equals方法必須和hashcode方法一致，即如果a.equals(b)為真，則a和b的散列碼必須相同。

Objects.hashCode(Object a); //如果為Null，返回0，否則返回a.hashcode()；

Objects.hash(Object... objects); //返回所有對象的散列碼組合。

數組類型的域，用Arrays.hashCode(a)計算散列碼。

toString方法：

Object類定義了toString()方法，打印輸出對象所屬的類名和散列碼。

絕大多數遵循格式：類的名字[域值]

用getClass().getName()獲得類的名字。

只要對象與字符串通過 + 相連，就自動調用對象的toString()方法。

System.out.println(x); //自動調用x的toString()方法。

數組繼承了object類的toString方法。

如果想打印數組的內容，用Arrays.toString(a)；多維數組用Arrays.deepToString(a)；

強烈建議為自定義的每一個類增加toString方法。

@SuppressWarnings(“unchecked”)

包裝器（wrapper） ?自動裝箱（autoboxing） ?自動拆箱

5.3 參數數量可變方法

最后一個參數為類名... args，實際傳入一個數組。調用時可以傳入多個類對象，甚至一個類數組。

5.4 枚舉類

所有枚舉類型都是Enum類的子類。

比較時，直接用“==”

5.6 反射

反射庫（reflection library）提供了一個非常豐富且精心設計的工具集，以便編寫能夠動態操縱java代碼的程序。這項功能被大量地應用于JavaBeans中，它是Java組件的體系結構。

能夠分析類能力的程序稱為反射（reflective）。

在程序運行期間，系統保存了所有已加載類的信息，虛擬機用這些信息選擇相應的方法執行。

保存這些信息的類被稱為Class。

獲得類對象的三種方法：

1、Object類中的getClass()方法將會返回一個Class類型的實例。

2、還可以通過調用靜態方法forName獲得類名對應的Class對象。

String className = “java.util.Date”;

Class c1 = Class.forName(className);

當包含main()方法的類被加載時，將會遞歸加載全部所需類。

一種逐步加載方法，調用Class.forName()手工加載其他類。

3、Class cl1 = Data.class;

可以利用==運算符實現兩個類對象的比較操作。

類對象的newInstance()方法可以快速創建一個類的實例，調用的是默認構造函數。

String s = “java.util.Date”;

Object m = Class.forName(s).newInstance();

利用反射分析類的能力：

反射機制最重要的內容——檢查類的結構。

在java.lang.reflect包中用三個類Field、Method、Constructor分別用于描述類的域、方法和構造函數。

Class類中的getFileds()、getMethods()、getConstructors()將返回public域、方法、構造器數組，包括超類的公有成員。

Class類中的getDeclareFiels()、getDeclaredMehtods()、getDeclaredConstructors()返回全部域、方法、構造器數組，不包括超類的公有成員。

public class ReflectionTest
{public static void main(String[] args){String name;Scanner in = new Scanner(System.in);System.out.print("Enter class name: ");name = in.next();StringBuilder sb = new StringBuilder();try{Class c1 = Class.forName(name);Class superc1 = c1.getSuperclass();String modifiers =Modifier.toString(c1.getModifiers());if ( modifiers.length() > 0 )sb.append(modifiers + " ");sb.append("class" + name);if (superc1 != null && superc1 != Object.class)sb.append(" extends " + superc1.getName());sb.append("\n{\n");Constructor[]constructors = c1.getDeclaredConstructors();for (Constructor c : constructors){String cname = c.getName();sb.append("\t");String cmodifier =Modifier.toString(c.getModifiers());if (cmodifier.length() != 0)sb.append(cmodifier + " ");sb.append(cname+"(");Class[]cparameters = c.getParameterTypes();for ( int j = 0; j < cparameters.length; j++){if (j > 0)sb.append(",");sb.append(cparameters[j].getName());}sb.append(");\n");}sb.append("\n\n");Method[]methods = c1.getDeclaredMethods();for (Method m : methods){sb.append("\t");String mmodifier =Modifier.toString(m.getModifiers());if (mmodifier.length() != 0)sb.append(mmodifier + " ");String rtype = m.getReturnType().getName();sb.append(rtype + " " + m.getName() + "(");Class[]mparameters = m.getParameterTypes();for (int i = 0; i < mparameters.length; i++){if (i > 0)sb.append(",");sb.append(mparameters[i].getName());}sb.append(")\n");}sb.append("\n\n");Field[]fields = c1.getDeclaredFields();for (Field f : fields){sb.append("\t");String fmodifier =Modifier.toString(f.getModifiers());if( fmodifier.length() !=0 )sb.append(fmodifier + " ");Class type = f.getType();String tname = type.getName();String fname = f.getName();sb.append(tname + " " + fname + ";\n");}sb.append("}");System.out.println(sb);}catch(ClassNotFoundException e){e.printStackTrace();}}
}

利用反射機制查看域值：

f.setAcessible(true);

f.get(obj);

利用反射機制修改域值：

f.get(obj, value);

編寫一個可供任意類使用的通用toString方法：

1、使用getDeclaredFileds獲得所有數據域；

2、使用setAccessible將所有的域設置為可訪問的；

3、對每個域，獲得名字和值。

setAccessible方法是AccessibleObject類中的一個方法，是Filed、Method、Constructor類的公共超類。

Method對象的invoke方法，允許調用包裝在當前Method對象中的方法。

方法簽名：