第03章面向?qū)ο蟮暮诵奶匦?3)

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1、3.3類的繼承性前面的課程學(xué)習(xí)了類的概念，以及用JAVA語(yǔ)言如何寫類、屬性、方法、構(gòu)造方法。我們還討論了類的封裝性，學(xué)習(xí)了通過對(duì)類成員（屬性和方法）的私有化以及方法的重載，減少類暴露在外部的特性，使類的外部使用者更容易理解類、重復(fù)的使用類，類的封裝在面向?qū)ο蟮能浖到y(tǒng)設(shè)計(jì)中有重要意義。這節(jié)課是面向?qū)ο蟮娜齻€(gè)最主要的特性封裝、繼承和多態(tài)的第二個(gè)特性----繼承。繼承是進(jìn)化論在軟件工程中的實(shí)現(xiàn)，是對(duì)我們周圍事物發(fā)展演化的模仿，一個(gè)類可以繼承它的父類，并且比它的父類更強(qiáng)大?！皬埲袼帧?因?yàn)閺埲@個(gè)對(duì)象繼承了他父親的很多行為方式,自

2、然界中這種現(xiàn)象數(shù)不勝數(shù)。當(dāng)我們把對(duì)象張三抽象成“兒子類”，張三的父親抽象成“父親類”，我們也很容易發(fā)現(xiàn)：兒子繼承了父親的行為特征，而這種繼承即是多級(jí)的（曾祖—>祖父à父親à兒子）,又是多重的(兒子繼承父親+母親)。繼承不僅是對(duì)是對(duì)父類行為方式的模仿，而且包含發(fā)展進(jìn)化思想。發(fā)展進(jìn)化是指子類除了繼承父類所有的屬性和方法外，還可以添加自已的屬性方法。在面向?qū)ο蟮氖澜缋铮宇愑肋h(yuǎn)比父類更強(qiáng)大，這一點(diǎn)與現(xiàn)實(shí)世界有所不同。上面是面向?qū)ο罄^承的思想。下面看JAVA怎樣實(shí)現(xiàn)這種思想的，請(qǐng)閱讀教材P84“3.3類的繼承性”。繼承可以使子類“免費(fèi)”

3、獲得父類的屬性/方法，功能非常強(qiáng)大，但要慎重使用。下面從軟件設(shè)計(jì)角度討論幾個(gè)關(guān)于繼承的問題：（1）繼承的效率問題：繼承的效率低（2）繼承鏈的層次：最多3-5層（3）父類和子類的isakindof關(guān)系：重要的設(shè)計(jì)概念（4）繼承鏈倒置：初學(xué)者常犯的錯(cuò)誤小結(jié)：關(guān)于繼承，本課講的比較少，但在后續(xù)章節(jié)的JAVA類庫(kù)編程中我們會(huì)反復(fù)用到，因?yàn)槊烤帉懸粋€(gè)實(shí)用的JAVA程序都會(huì)繼承JAVA類庫(kù)的一幾或幾個(gè)類。繼承的核心思想就是子類比父類更強(qiáng)大，子類可以復(fù)用和發(fā)展父類，使軟件系統(tǒng)“可持續(xù)性發(fā)展”。至于JAVA語(yǔ)言關(guān)于繼承的煩瑣語(yǔ)法規(guī)定，與繼承的核

4、心思想相比則顯得不那么重要。3.4類的多態(tài)性前面學(xué)習(xí)了類的繼承,它體現(xiàn)了進(jìn)化論發(fā)展和進(jìn)化的一面,關(guān)于繼承，我們知道子類要么全部繼承父類，要么全不繼承，不能繼承一部分。這與進(jìn)化論的另一面----選擇和淘汰思想不符，自然界的繼承是有選擇和有淘汰的。面向?qū)ο蟮娜齻€(gè)最主要的特性封裝、繼承和多態(tài)的第三個(gè)特性----多態(tài)性部分彌補(bǔ)了面向?qū)ο笤谶x擇和淘汰方面的不足，體現(xiàn)了現(xiàn)實(shí)世界（含生物學(xué)）的多樣性?？唇滩腜93。多態(tài)的小結(jié)現(xiàn)在我們給多態(tài)下個(gè)定義：所謂多態(tài)性是指發(fā)出同樣的消息（方法調(diào)用）被不同類型的對(duì)象接收，導(dǎo)致不同的行為。利用多態(tài)性，用戶只

5、需發(fā)送一般形式的消息，而將所有的實(shí)現(xiàn)留給接收消息的對(duì)象。JAVA的多態(tài)有兩種：方法的多態(tài)（重載和覆蓋），類型的多態(tài)（子類類型即是父類類型）。需要注意的是：重載(overloading)和覆蓋(overriding)是非常容易混淆的兩個(gè)概念，其語(yǔ)法上的主要區(qū)別為：重載一般只發(fā)生在一個(gè)類里（有時(shí)也子類和父類），而覆蓋發(fā)生在子類和父類之間。3.5抽象類、最終類、最終方法中國(guó)一直是一個(gè)大國(guó)，有多級(jí)行政機(jī)構(gòu)。政策是如何執(zhí)行的？中央發(fā)文件，到地方執(zhí)行。中央文件不做具體事，只負(fù)責(zé)告訴地方怎么做，如果把中央文件看成一個(gè)類，那么文件的具體實(shí)現(xiàn)由地

6、方完成。所以從客觀世界可以抽象出這樣的類：它自已什么也不做，只規(guī)定類的接口，具體實(shí)現(xiàn)由子類完成。JAVA語(yǔ)言將這種類叫抽象類。閱讀教材P97“3.5類的抽象性”。3.6接口閱讀教材P106“4.1接口”。接口與抽象類的區(qū)別：l從通用的設(shè)計(jì)概念上說，抽象類與實(shí)現(xiàn)它的子類是isakindof的關(guān)系。接口與實(shí)現(xiàn)它的子類是一種契約關(guān)系。比如，假定有一個(gè)抽象的person類，student類繼承并實(shí)現(xiàn)它，兩者是isakindof的關(guān)系。而軟件專業(yè)有很多門必修課，假如這些課程被設(shè)計(jì)成接口course，則繼承并實(shí)現(xiàn)它的student類與cou

7、rse是一種契約關(guān)系。l從JAVA語(yǔ)言的具體規(guī)定來說，接口允許多繼承，抽象類只能單繼承。原因?yàn)榱吮苊忸惖亩嗬^承帶來的一些語(yǔ)義、編譯器設(shè)計(jì)、效率等問題。l在實(shí)際工作中，接口比抽象類更常見，接口可以當(dāng)作項(xiàng)目的“技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)”來使用，尤其是大型項(xiàng)目，軟件構(gòu)架師往往設(shè)計(jì)很多接口，去規(guī)范團(tuán)隊(duì)開發(fā)。3.7綜合代碼講解集中講解教材幾個(gè)例子，說明多態(tài)（重載/覆蓋，運(yùn)行時(shí)多態(tài)）、抽象類、接口應(yīng)該怎樣使用。（1）P99例3-7這個(gè)例子說明了抽象類運(yùn)行時(shí)多態(tài)的經(jīng)典用法。利用多態(tài)性，用戶(CloseFigure_ex)只需發(fā)送一般形式的消息給抽象類Clos

8、eFigure，而所有的實(shí)現(xiàn)留給接受消息的具體對(duì)象----CloseFigure的各個(gè)子類。下面討論幾種可行的方案：l方案1：教材上寫法。l方案2：如將抽象類CloseFigure改造成非抽象類，會(huì)有同樣效果嗎？會(huì)。但這種設(shè)計(jì)不夠抽象。l方案3：如將抽象類Clo