Java程序设计任务驱动式教程 任务九 子承父业(继承和多态的使用)

主编：孙修东、王永红高职高专规划示范教材北京航空航天大学出版社2／36目录任务一搭建环境（构建Java集成开发环境）任务二Java欢迎你（开发简单Java应用程序任务三小试牛刀（学习Java语言基础）任务四挑战选择（使用分支控制流程）任务五游戏人生（使用循环控制流程）任务六回归自然（创建、使用类和对象）任务七3G时代的消息传递(定义和使用类方法)任务八保护你的隐私（封装的使用）任务九子承父业（继承和多态的使用）任务十上帝万能之手（接口的使用）3／36任务十一用数组存储信息（使用数组）任务十二使用字符串进行交流（使用字符串）任务十三防患于未然（捕获并处理异常）任务十四主动出击（抛出异常）任务十五认识JavaApplet（Applet入门）任务十六丰富多彩的Applet（在Applet中播放声音和显示图像）任务十七进入Windows世界（设计图形用户界面）任务十八布局规划（使用布局管理器）任务十九事件委托处理（如何处理事件）任务二十选择之道（使用选择控件和选择事件）目录4／36任务二十一简明清晰的菜单(使用菜单和其他常用事件）任务二十二访问数据（使用JDBC连接数据库）任务二十三访问数据升级（数据库编程）任务二十四文件管理（目录与文件管理）任务二十五顺序进出之道（文件的顺序访问）任务二十六随机进出之道（文件的随机访问）任务二十七JAVA的分身术（创建和启动线程）任务二十八线程的生命周期与优先级(线程的状态与调度)任务二十九基于连接的通信（Java中的套接字Socket）任务三十基于无连接的通信（Java中的数据报编程）目录5／36任务九子承父业（继承和多态的使用）21知识目标能力目标继承的概念；继承关键字；父类与子类之间的关系，super关键字。多态的概念；静态多态，动态多态；多态的实现。最终类和抽象类。掌握继承的实现；掌握super关键字；掌握多态的实现。6／36内容提要4跟我做：汽车的分类关系1235实现方案代码分析必备知识动手做一做7／369.1跟我做：汽车的分类关系任务情景汽车是一般的交通工具，具有车类型、品牌、引擎数量、外观颜色等属性，能够发动、加速、刹车、停车等功能。汽车又可分为公共汽车、出租车、卡车等。公共汽车具有自己的第几路编号、最大载客数量属性，能够报站。出租车具有所属公司、最大载客数量属性，能够给乘客打发票。卡车具有最大载重量属性，能够卸货。请编写Vehicle汽车类、Bus公共汽车类。Taxi类和Truck类待学完本任务后自行完成。运行结果第1章目录8／36问题分析回忆任务六中定义类的三个步骤，先定义类名，再编写类的属性，最后编写类的方法。本任务采用这三个步骤，编写好代码后，我们很快就会发现，Vehicle汽车类和Bus公共汽车类出现了许多相同的语句代码。在属性方面，都包含了车类型、品牌、引擎数量、外观颜色重复的信息定义，在功能上都有发动、加速、刹车、停车等重复的行为定义。汽车、公共汽车的成员变量和成员方法对照请见图9-2。现在，我们换个思路考虑。汽车是一般性的概念，它包含的成员变量和成员方法，在公共汽车、出租车、卡车中也具有，因为公共汽车是一种汽车，出租车、卡车也是一种汽车，只不过公共汽车、出租车、卡车是一种更具体的汽车，除了汽车的公共特性外，还有自己的特有性质。经过分析，采取如下措施，在定义类时，将公共汽车类、出租车类、卡车类中相同的属性和方法抽象出来，集中放在汽车类中，形成一种共享的机制，公共汽车类、出租车类、卡车类中只放自己特有的成员变量和成员方法，减少重复代码。这样的汽车类称为父类，公共汽车类、出租车类、卡车类称为子类。子类继承父类的非私有成员变量和成员方法。第1章目录9.2实现方案9／36解决步骤1.打开Eclipse，在study项目中创建包com.task09，再确定类名Vehicle，得到类的框架。packagecom.task09;publicclassVehicle{}2.然后，进行类的属性描述，只输入抽象出来的共有的成员变量Stringtype;Stringbrand;intengineNum;Stringcolor;3.接着，定义类的构造方法：publicVehicle()publicVehicle(Stringtype,Stringbrand,intengineNum,Stringcolor)4.再定义抽象出来的共有的方法：//发动、加速、刹车、停车publicvoidstart()publicvoidaccelerate()publicvoidbrake()publicvoidstop()9.2实现方案10／365.定义Bus类。Bus类作为更具体的子类，只定义自己特有的性质。父类Vehicle类已有的成员变量和成员方法不再定义。publicclassBusextendsVehicle{//加上extends关键字和父类名Vehicle//公共汽车具有自己的最大载客数量、第几路编号属性intmaxLoad;//特有的成员变量StringbusNo;/***构造方法*/publicBus()……publicBus(intmaxLoad,StringbusNo)……//报站publicvoidannounceBusStop()//特有的成员方法……}6.定义VehicleTest测试类，运行程序。对Vehicle类、Bus类的继承关系进行测试，Bus类能否访问父类的成员变量，能否调用父类的成员方法。Busbus=newBus(子类公共汽车,女神,2,白色,50,9路);bus.start();//调用父类的成员方法bus.announceBusStop();//公共汽车报站9.2实现方案11／36程序代码见书上源码第1章目录9.3代码分析12／369.3代码分析应用扩展Bus类继承了Vehicle类后，在发动、加速、刹车、停车功能上加上自己的特性，就要重写这四个方法。重写形成了多态。Bus类升级新增方法如下：//发动、加速、刹车、停车publicvoidstart(){System.out.println(type+busNo+brand+engineNum+引擎+color+汽车发动);}publicvoidaccelerate(){System.out.println(type+busNo+brand+engineNum+引擎+color+汽车加速);}publicvoidbrake(){System.out.println(type+busNo+brand+engineNum+引擎+color+汽车刹车);}publicvoidstop(){System.out.println(type+busNo+brand+engineNum+引擎+color+汽车停车);}第1章目录13／369.4必备知识9.4.1类的继承1.继承的概念由一个已有类定义一个新类，称为新类继承了已有类。已有类称为父类，新类称为子类。例如，汽车类是父类，公共汽车类、出租车类、卡车类是子类。通过子类继承父类，子类具有父类的一般特性，包括非私有的属性和行为。子类还可以增加自身特性，定义新的属性和行为，甚至可以重新定义父类中的属性和方法，扩展类的功能。例如，汽车类具有车类型、品牌、引擎数量、外观颜色，能够发动、加速、刹车、停车等一般特性。作为子类的公共汽车类、出租车类、卡车类继承了父类的这些特性，另外，新增了自己的特性，公共汽车具有自己的第几路编号、最大载客数量属性，能够报站。出租车具有所属公司、最大载客数量属性，能够给乘客打发票。卡车具有最大载重量属性，能够卸货。公共汽车类还重新定义了父类的发动、汽车公共汽车出租车卡车加速、刹车、停车功能。第1章目录汽车公共汽车出租车卡车图9-2汽车又可分为公共汽车、出租车、卡车14／36怎样判断类与类之间具有继承关系呢？汽车具有一般特性，公共汽车、出租车、卡车是一种汽车，具有更具体的特性，符合is-a关系。根据这种原则，确定汽车是父类，公共汽车、出租车、卡车是子类。父类更通用、子类更具体。再看一看人、消费者和经销商关系。人具有姓名、年龄属性，能够说话。消费者、经销商是一种人，具有姓名、年龄属性，能够说话。消费者还能够购物、付费，经销商能够进货、收费，具有更具体的特性。符合is-a关系。所以，人是父类，消费者和经销商是子类。第1章目录9.4必备知识15／362.继承的意义在定义汽车类、公共汽车类、出租车类、卡车类时，通过分析了解到，汽车类和其他车类之间的重复代码太多，具有许多相同的成员变量和成员方法，既增加了程序员的工作量，降低编程效率，也违背了Java语言的“writeonce,onlyonce”的原则。如果把所有子类中相同的代码都抽取到父类中，建立继承关系，让子类自动继承父类的属性和方法，那么子类中就省去重复代码。例如，在汽车类、公共汽车类、出租车类、卡车类建立了继承关系后，公共汽车类、出租车类、卡车类中相同的代码，包括成员变量定义和方法的定义，抽取到汽车类中，子类中不再进行重复定义，程序的有效实现代码得到复用。因此，使用继承提高代码的复用性。9.4必备知识16／363.继承的实现继承的实现分两个步骤：⑴定义父类父类可以是系统类，也可以是自定义类。如果是系统类，该步骤可以省略。在父类中只定义一些通用的属性与方法，例如：Vehicle汽车类只定义了车类型、品牌、引擎数量、外观颜色属性，以及发动、加速、刹车、停车行为。Stringtype;//车类型、品牌、引擎数量、外观颜色属性Stringbrand;intengineNum;Stringcolor;publicvoidstart()//发动、加速、刹车、停车行为publicvoidaccelerate()publicvoidbrake()publicvoidstop()9.4必备知识17／36⑵定义子类子类定义格式：[类修饰符]class子类名extends父类名{}extends关键字表示一个类继承了另一个类。例如，Bus公共汽车类继承Vehicle汽车类。publicclassBusextendsVehicle{//父类名只能有一个}然后，定义子类特有的成员变量和成员方法。例如，Bus公共汽车类作为子类，新增了自己的特性。intmaxLoad;//子类特有的属性StringbusNo;publicvoidannounceBusStop(){//报站，子类特有的方法System.out.println(busNo+公共汽车报站);}注意：一个子类只能继承一个父类，即单继承。但一个父类可以有多个子类。9.4必备知识18／36改错：下面继承定义有哪些错误？/***人（Person）具有姓名（name）、年龄属性（age），能够说话（talk）。*消费者（Customer）具有姓名（name）、年龄属性（age），能够说话（talk），还能够购物（shop）。*/publicclassPerson{Stringname;intage;publicvoidtalk(){System.out.println(name+说话);}}publicclasspersonextendsCustomer,Shop{Stringname;publicvoidtalk(){System.out.println(name+说话);}privatevoidshop(){System.out.println(name+购物);}}提示：有5个错误。9.4必备知识19／364.子类与父类的关系定义子类之后，父类与子类之间就产生了一些特殊的关系，在代码编写上会受到影响，程序员必须清楚。⑴子类自动继承父类的属性和方法，但不能继承访问权限为private的成员变量和成员方法。例如：父类Vehicle中有一私有成员变量和一私有成员方法：privateStringcolor;//父类中私有成员变量privatevoidstart()//父类中私有成员方法子类Bus中，按如下方式对父类成员变量和成员方法进行访问，将会出错。color=银