Java的三大特性是什么

Java的三大特性是什么，很多新手對(duì)此不是很清楚，為了幫助大家解決這個(gè)難題，下面小編將為大家詳細(xì)講解，有這方面需求的人可以來學(xué)習(xí)下，希望你能有所收獲。

Java的三大特性：封裝、繼承、多態(tài)

1. 訪問權(quán)限修飾符

Java中關(guān)于訪問權(quán)限的四個(gè)修飾符，表格如下

其中比較尷尬的是protected修飾符，有點(diǎn)卡在中間，不上不下的感覺

因?yàn)樗贿m合用來修飾屬性

假設(shè)用它修飾屬性，那么任何一個(gè)人都可以通過繼承這個(gè)類，來直接訪問到這個(gè)類的屬性，從而破壞"封裝性"

2. 抽象類（abstract）

什么是抽象類？

抽象類就是用abstract修飾，且不能被直接初始化的類，但是可以通過子類來初始化 比如：Father father = new Son()

對(duì)應(yīng)的，抽象方法就是用abstract修飾的方法

抽象方法是一種很特殊的方法，它沒有方法體，即方法實(shí)現(xiàn)代碼為空，比如abstract public void fun();

抽象方法一般在子類中進(jìn)行實(shí)現(xiàn)，它就好像是在說：我不寫代碼，我只是聲明一個(gè)方法名，剩下的交給我的子孫后代（繼承類）去做

抽象類有一個(gè)很重要的特點(diǎn)：抽象類可以沒有抽象方法，但是如果一個(gè)類有抽象方法，那么這個(gè)類肯定是抽象類

為什么會(huì)有抽象類

解耦，使代碼結(jié)構(gòu)更加清晰

因?yàn)槌橄箢惒荒鼙恢苯觿?chuàng)建為對(duì)象，它只是作為一個(gè)通用接口來供別人實(shí)現(xiàn)和調(diào)用，所以這樣就使得抽象的代碼更加清晰（它只聲明方法，不實(shí)現(xiàn)方法） 就好比，老板和員工，老板負(fù)責(zé)分發(fā)任務(wù)，員工負(fù)責(zé)去具體的實(shí)現(xiàn)任務(wù)

好了，關(guān)于抽象類，先介紹到這里，更詳細(xì)的后面的章節(jié)再深入

3. 重載(overloading)和覆寫(overwriting)

重載和覆寫是兩個(gè)很容易混淆的概念

重載：同一個(gè)類中，一個(gè)方法的多種表現(xiàn)形式（參數(shù)類型不同，參數(shù)個(gè)數(shù)不同）

覆寫：繼承設(shè)計(jì)中，子類覆蓋父類的方法（也可以叫做重寫，不過這樣跟重載有點(diǎn)混淆，所以個(gè)人喜歡叫做覆寫）

他們之間的區(qū)別如下

這里要注意幾點(diǎn)

1. 覆寫時(shí)，子類的方法訪問權(quán)限不能低于父類，比如父類方法為public，那么子類也只能為public

2. 重載時(shí)，訪問權(quán)限和方法返回值，不能作為用來判斷一個(gè)方法是否為重載的依據(jù)；只能說重載允許不同的訪問權(quán)限和返回值

覆寫示范

代碼示范如下，

// 覆寫一：正確示范
@Override
public void fun(){
    System.out.println("son fun");
}
// 覆寫二：錯(cuò)誤示范，訪問權(quán)限低了
@Override
private void fun(){
    // 報(bào)錯(cuò)：'fun()' in 'SonDemo' clashes with 'fun()' in 'Father'; attempting to assign weaker access privileges ('private'); was 'public'
    System.out.println("son fun");
}

@Override這個(gè)是干嘛的？之前沒見過啊

這個(gè)修飾符用來說明這個(gè)方法是覆寫方法，不寫也可以，系統(tǒng)會(huì)自己識(shí)別方法是不是覆寫的

那為啥還要多此一舉呢？用系統(tǒng)默認(rèn)的識(shí)別機(jī)制不好嗎？

要多此一舉；不好；

因?yàn)榧恿俗⒔?，代碼可讀性更高，代碼更加規(guī)范，別人看了代碼后，立馬就知道這個(gè)方法是覆寫方法

重載示范

重載用圖展示可能會(huì)更加清晰

圖示解釋：

1. 參數(shù)類型和參數(shù)個(gè)數(shù)，只要滿足其一，就可以說這個(gè)方法被重載了

2. 訪問權(quán)限和方法返回值用虛線框，是為了說明他們兩個(gè)只是重載的一個(gè)附加表現(xiàn)形式（可有可無），不能作為重載的判斷依據(jù)

下面用代碼演示下

// 基礎(chǔ)方法
public void fun1(int a){

}
// 重載一：參數(shù)個(gè)數(shù)不同
public void fun1(){

}
// 重載二：參數(shù)類型不同
public void fun1(float a){

}
// 重載三：錯(cuò)誤示范，僅僅用訪問權(quán)限的不同來重載
private void fun1(int a){
    // 編譯報(bào)錯(cuò)：'fun1(int)' is already defined
}
// 重載四：錯(cuò)誤示范，僅僅用返回值的不同來重載
public int fun1(int a){
    // 編譯報(bào)錯(cuò)：'fun1(int)' is already defined
    return 0;
}

下面進(jìn)入正文，開始順序介紹這三大特性

正文

1. 封裝（Encapsulation）

就是把類的屬性私有化(private修飾），再通過公有方法(public)進(jìn)行訪問和修改

為什么要封裝呢？

1. 追蹤變化：可以在set方法中，編寫代碼來追蹤屬性的改變記錄

   public void setName(String name) {
       System.out.println("名字即將被修改");
       System.out.println("舊名字：" + this.name);
       System.out.println("新名字：" + name);
       this.name = name;
   }

   
   

2. 修改底層實(shí)現(xiàn)：在修改屬性名時(shí)，不會(huì)影響外部接口對(duì)屬性的訪問

   比如：name屬性改為firstName和lastName，name就可以在get方法中修改返回值為firstName+lastName，對(duì)外接口沒變化

   // 修改前
       private String name;
   
       public String getName() {
           return name;
       }
   
   // 修改后
       private String firstName;
       private String lastName;
       // 方法名不用變，只是方法內(nèi)容作了修改
   	public String getName() {
           return firstName + lastName;
       }

   
   

   
   

3. 校驗(yàn)數(shù)據(jù)：可以在set方法中，校驗(yàn)傳來的數(shù)據(jù)是否符合屬性值的設(shè)定范圍，防止無效數(shù)據(jù)的亂入

   public void setAge(int age) throws Exception {
       if(age>1000 || age<0){
           throw new Exception("年齡不符合規(guī)范，0~1000");
       }
       this.age = age;
   }

   
   

2. 繼承(Inheritance)

如果子類繼承了父類，那么子類就可以復(fù)用父類的方法和屬性，并且可以在此基礎(chǔ)上新增方法和屬性

這里要注意的一點(diǎn)是：Java是單繼承語言，即每個(gè)類只能有一個(gè)父類

這里還要普及一個(gè)常識(shí)：如果一個(gè)類沒有指定父類（即沒有繼承任何類），那么這個(gè)類默認(rèn)繼承Object類

為什么要用繼承呢？

為了代碼復(fù)用，減少重復(fù)工作

單繼承不會(huì)太局限嗎？為啥不用多繼承？

因?yàn)槎嗬^承會(huì)導(dǎo)致"致命方塊"問題（因?yàn)橄駬淇伺频姆綁K符號(hào)）

• 比如A同時(shí)繼承B和C，然后B和C各自繼承D

• B和C各自覆寫了D的fun方法

• 那這時(shí)A該調(diào)用哪個(gè)類的fun方法呢

下面用圖來說話

那為什么叫致命方塊，而不是致命三角形呢？那個(gè)D類好像是多余的

不多余

這個(gè)D類其實(shí)就是上面講到的抽象類的作用：將共有的部分fun()抽象出來（或者提供一個(gè)基礎(chǔ)的實(shí)現(xiàn)），然后子類分別去實(shí)現(xiàn)各自的，這也是多態(tài)的一種體現(xiàn)（下面會(huì)將多態(tài)）

如果沒有D類，那么B和C的fun()就會(huì)存在重復(fù)代碼，這時(shí)你可能就想要搞一個(gè)父類出來了，這個(gè)父類就是D類

那要怎么判斷繼承類設(shè)計(jì)得好不好呢？

通過is-a關(guān)系來判斷

is-a關(guān)系指的是一個(gè)是另一個(gè)的關(guān)系，男人是人（說得通），人是男人（一半說得通）

用is-a關(guān)系可以很好地體現(xiàn)你的繼承類設(shè)計(jì)的好還是壞

• 如果子類都可以說是一個(gè)父類，那么這個(gè)繼承關(guān)系設(shè)計(jì)的就很好（男人是人，is-a關(guān)系）

• 如果子類和父類只是包含或者引用的關(guān)系，那么這個(gè)繼承關(guān)系就很糟糕（貓是貓籠，包含關(guān)系）

有沒有什么辦法可以阻止類的繼承？就像private修飾符用來封裝屬性，其他人訪問不到一樣

有啊，final修飾符可以阻止類的繼承

這里重點(diǎn)講一下final修飾符

final可以用來修飾屬性、方法、類，表示他們是常量，不可被修改的

final修飾屬性：屬性是常量，必須在定義時(shí)初始化，或者構(gòu)造函數(shù)中初始化

final修飾方法：方法不能被覆寫

final修飾類：類不能被繼承

說到final，有必要提一下內(nèi)聯(lián)

內(nèi)聯(lián)指的是，如果一個(gè)方法內(nèi)容很短，且沒有被其他類覆寫時(shí)，方法名會(huì)被直接替換為方法內(nèi)容

比如：final getName()這個(gè)方法可以內(nèi)聯(lián)為name屬性

再比如：getSum(){return a+b},會(huì)直接被內(nèi)聯(lián)為a+b

為什么會(huì)有內(nèi)聯(lián)這個(gè)東西呢？

因?yàn)檫@樣可以提高效率（細(xì)節(jié)：CPU在處理方法調(diào)用的指令時(shí)，使用的分支轉(zhuǎn)移會(huì)擾亂預(yù)取指令的策略，這個(gè)比較底層，這里先簡單介紹，后面章節(jié)再深入）

那它有沒有什么缺點(diǎn)呢？

有，如果一個(gè)方法內(nèi)容過長，又誤被當(dāng)做內(nèi)聯(lián)處理，那么就會(huì)影響性能

比如你的代碼多個(gè)地方都調(diào)用這個(gè)方法，那么你的代碼就會(huì)膨脹變得很大，從而影響性能

那有沒有辦法可以解決呢？

有，虛擬機(jī)的即時(shí)編譯技術(shù)

即時(shí)編譯會(huì)進(jìn)行判斷，如果一個(gè)方法內(nèi)容很長，且被多次調(diào)用，那么它會(huì)自動(dòng)關(guān)閉內(nèi)聯(lián)機(jī)制，防止代碼膨脹

3. 多態(tài)(Polymorphism)

字面理解，就是多種形態(tài)，在Java中，多態(tài)指的是，一個(gè)類可以有多種表現(xiàn)形態(tài)

多態(tài)主要是 用來創(chuàng)建可擴(kuò)展的程序

像我們上面提到的繼承就是屬于多態(tài)的一種

還有一種就是接口（interface）

接口類一種是比抽象類更加抽象的類

因?yàn)槌橄箢惼鸫a還可以實(shí)現(xiàn)方法，但是接口類沒得選，就只能定義方法，不能實(shí)現(xiàn)

不過從Java8開始，接口支持定義默認(rèn)方法和靜態(tài)方法

接口的默認(rèn)方法（default修飾符）和靜態(tài)方法（static修飾符)，會(huì)包含方法內(nèi)容，這樣別人可以直接調(diào)用接口類的方法（后面章節(jié)再細(xì)講）

這樣你會(huì)發(fā)現(xiàn)接口變得很像抽象類了，不過接口支持多實(shí)現(xiàn)（即一個(gè)類可以同時(shí)實(shí)現(xiàn)多個(gè)類，但是一個(gè)類同時(shí)只能繼承一個(gè)類）

這樣一來，Java相當(dāng)于間接地實(shí)現(xiàn)了多繼承

下圖說明繼承和實(shí)現(xiàn)的區(qū)別：單繼承，多實(shí)現(xiàn)

多態(tài)一般用在哪些場景呢？

場景很多，這里說兩個(gè)最常用的

• 場景一：方法的參數(shù)，即方法定義時(shí)，父類作為方法的形參，然后調(diào)用時(shí)傳入子類作為方法的實(shí)參

• 場景二：方法的返回值，即方法定義時(shí)，父類作為方法的返回值，然后在方法內(nèi)部實(shí)際返回子類

代碼示范如下：

public class PolyphorismDemo {
    public static void main(String[] args) {
        PolyphorismDemo demo = new PolyphorismDemo();
        //場景一：形參，將貓（子類）賦值給動(dòng)物（父類）
        demo.fun(new Cat());
        //場景二：返回值，將貓賦值給動(dòng)物
        Animal animal = demo.fun2();
    }
    
    public void fun(Animal animal){
        
    }
    
    public Animal fun2(){
        return new Cat();
    }
}

class Animal{
    
}

class Cat extends Animal{
    
}

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