专题三 面向对象程序设计（二）（讲义）-《计算机程序设计》（电工版第二版）高考备考讲练测（吉林省）

面向对象程序设计（二） [考纲要求] 考试内容： 抽象类；封装、继承、多态；访问权限。 知识点要求： 1．封装、继承、多态的基本概念。。 4．掌握类的继承、子类的声明、super、this、方法覆盖。 5．掌握类的访问权限：default、public；掌握类成员的访问权限：public、private、protected、default。 6．掌握抽象类abstract类、abstract方法和接口的声明；了解接口的实现。 [课时安排] 2课时 [知识梳理] 一．封装 封装就是类的设计者只为使用者提供类对象可以访问的部分(包含类的成员变量和 方法),而对于类中其他成员变量和方法都隐藏起来，用户不能访问。 封装涉及的几个方面： （1）在类的定义中设置对对象中的成员变量和方法进行访问的权限； （2）提供一个统一供其他类引用的方法； （3）其他对象不能直接修改本对象所拥有的属性和方法。 Java提供了四种访问修饰符，用于控制类、方法和变量的访问级别。 封装的好处 （1）隐藏实现细节：外部不需要知道类的内部是如何工作的，只需要通过暴露的接口来使用类。 （2）提高安全性：通过设置访问权限，可以防止外部直接访问和修改类的内部状态。 （3）提高易用性：对外提供简单的接口，使得类更易于使用。 （4）便于修改和维护：由于外部只能通过接口与对象交互，因此在修改实现时，只要接口保持不变，就不会影响到其他代码。 封装步骤 （1）私有化成员变量 将类的成员变量设置为私有，这样就不能直接从类的外部访问和修改这些变量。 （2）提供公共的访问方法（getter和setter） 提供公共的方法来获取（getter）和设置（setter）私有变量的值。 3. 构造方法 可以使用构造方法来初始化对象的状态。 二．继承 Java的继承是面向对象编程中的一个核心概念，允许根据现有的类创建新的类。新的类称为子类（或派生类），而被继承的类称为父类（或基类、超类）。子类继承了父类的方法和状态，同时还可以添加新的方法和状态，或者覆盖（override）父类的方法。 继承的基本语法 在Java中，继承通过 extends 关键字实现。 继承的特点 （1）单继承：Java不支持多重继承，一个类只能有一个直接父类。 （2）传递性：如果类A继承自类B，类B继承自类C，那么类A也间接继承类C。 继承的好处 （1）代码复用：子类可以复用父类的方法和属性，减少代码冗余。 （2）扩展性：子类可以添加新的方法或属性，对父类进行扩展。 （3）维护性：通过继承，可以集中处理共有的行为和属性，便于维护 继承的限制 （1）私有成员不可继承：子类不能继承父类的私有成员（private），但可以继承父类的公有（public）、受保护的（protected）和默认（default）成员。 （2）构造方法不可继承：子类不能继承父类的构造方法，但可以在子类的构造方法中通过 super 关键字调用父类的构造方法。 方法覆盖（Override） 子类可以覆盖父类的方法，以提供不同的实现。使用 @Override 注解可以明确表示覆盖意图，并且编译器会检查这个注解。 案例操作： Dog 类继承了 Animal 类，因此 Dog 类的对象可以调用 Animal 类的 eat 方法，同时也可以调用 Dog 类自己的 bark 方法。 三．多态 多态是指Java 运行时的多态性，是面向对象程序设计中实现代码重用的一种机制。 Java 实现多态的基础是动态方法调用，即父类某个方法被其子类重载时，可以产生自己的功能行为。 多态分类：多态有两种类型： 编译时多态（方法重载）和运行时多态（方法覆盖）。 多态实现的三个条件 （1）有继承关系（2）有方法的覆盖（3）有父类引用指向子类对象 多态的用法： （1）使用父类声明作为方法的形参，子类对象作为实参传入。 （2）使用父类声明的数组存储子类的对象。 四．抽象类 在Java中，抽象类是一种特殊的类，它不能被实例化，但可以包含抽象方法（没有实现体的方法）和具体实现的方法。抽象类通常用于定义一些公共接口和部分实现，然后由子类继承并实现剩余的部分。 抽象类的定义 抽象类使用 abstract 关键字来定义。可能包含抽象方法也可能不包含，但是一旦类包含了抽象方法，该类就必须被声明为抽象类。 抽象方法 抽象方法是不包含实现体的方法，它只有方法签名和一个分号。抽象方法也用 abstract 关键字声明。 抽象类的特点 （1）抽象类不能被实例化，即不能使用 new 关键字创建对象。 （2）抽象类可以包含具体实现的方法和抽象方法。 （3）抽象类可以有构造器。 （4）抽象类可以包含成员变量，包括非final变量。 （5）抽象类可以继承另一个抽象类，并且可以添加新的抽象方法或实现。 （6）一个类继承一个抽象类后，必须实现抽象类中的所有抽象方法，除非它自己也声明为抽象类。 抽象类的用途 （1）提供公共接口：抽象类可以定义一组接口，然后由子类根据具体情况实现。 （2）部分实现：抽象类可以提供一些方法的实现，子类可以选择性地覆盖这些方法或使用默认实现。 （3）强制子类实现特定方法：通过定义抽象方法，抽象类可以强制子类实现特定的方法。 案例： 五．接口 在Java中，接口（Interface）是一种引用类型，类似于类，用于存放抽象方法和静态常量。接口定义了一个规范，规定了实现接口的类应具备哪些方法。这提供了一种标准化的方式来保证不同的类能够相互配合、交互。 接口的定义 接口使用 interface 关键字来定义。接口中可以包含抽象方法和静态常量。 接口的特点 （1）接口中只能定义抽象方法和静态常量。抽象方法没有方法体，静态常量必须是初始化的。 （2）接口不能被实例化，但可以被实现（implements 关键字）或者继承（extends 关键字）。 （3）一个类可以实现多个接口。 （4）接口中定义的方法默认是 public 的，即使不显式声明。 （5）接口中定义的静态常量默认是 public static final 的。 实现接口 一个类通过 implements 关键字来实现接口，并必须实现接口中所有的抽象方法。 案例： [限时练习] 1. 以下关于Java封装的说法，错误的是（ ） A. 封装可以隐藏对象的属性和实现细节 B. 封装可以提高代码的复用性 C. 封装可以通过构造方法为类的属性赋值 D. 封装只能通过private关键字实现 【答案】D 【解析】封装不仅仅是通过private关键字实现，还可以通过其他访问修饰符（如protected）来实现。封装的目的是为了保护对象的数据安全，提高代码的复用性和可维护性。 2. 以下关于Java继承的说法，正确的是（ ） A. Java中一个类只能继承一个类 B. Java中一个类可以同时继承多个类 C. Java中一个类可以继承一个接口 D. Java中一个类可以同时实现多个接口 【答案】D 【解析】Java中不支持多继承，一个类只能继承一个类。但是，一个类可以实现多个接口。 3. 以下关于Java多态的说法，错误的是（ ） A. 多态可以通过方法重载实现 B. 多态可以通过方法重写实现 C. 多态可以提高代码的扩展性 D. 多态可以让不同类型的对象对同一消息做出响应 【答案】A 【解析】多态通常是指子类对象可以赋值给父类引用变量，从而实现同一消息对不同类型的对象做出响应。方法重载是编译时多态，而方法重写是运行时多态。 4 以下关于Java抽象类的说法，正确的是( ) A. 抽象类不能包含具体实现的方法 B. 抽象类不能包含构造方法 C. 抽象类可以包含静态方法 D. 抽象类不能被实例化 【答案】D 【解析】 抽象类可以包含具体实现的方法、构造方法以及静态方法，但不能被实例化。 5. 以下关于Java接口的说法，错误的是（ ） A. 接口中只能定义抽象方法 B. 接口可以包含成员变量，且默认为public static final C. Java 8+中，接口可以包含默认方法和静态方法 D. 一个类可以实现多个接口 【答案】A 【解析】Java 8+中，接口可以包含默认方法（default修饰）和静态方法（static修饰），不仅仅只能定义抽象方法。 6.在Java中，通过设置类的属性为private，可以实现数据的封装，防止外部直接访问这些属性。（ ） 【答案】正确 【解析】封装的目的是为了保护对象的数据安全，通过将属性设置为private，可以防止外部直接访问，只能通过公共的getter和setter方法进行访问。 7.在Java中，子类继承父类时，子类会继承父类所有的属性和方法，包括私有的属性和方法。（ ） 【答案】错误 【解析】子类可以继承父类的非私有属性和方法，但不能继承父类的私有属性和方法。 8.在Java中，多态性是指允许不同类的对象对同一消息做出响应。（ ） 【答案】正确 【解析】多态性是面向对象编程的核心概念之一，它允许不同类的对象通过共同的接口或父类进行交互。 9.在Java中，抽象类不能有构造方法。（ ） 【答案】错误 【解析】抽象类可以有构造方法，且构造方法在子类实例化时会先调用父类的构造方法。 10.在Java中，抽象类和接口都不能被实例化，但可以创建它们的引用变量，并指向具体子类的实例。（ ） 【答案】正确 【解析】抽象类和接口本身不能被实例化，但可以声明它们的引用变量，并将具体子类的实例赋值给这些引用变量，实现多态。 11.编写一个Java类Employee，该类包含私有属性name（员工姓名）和salary（员工薪水）。提供公共的getter和setter方法，并在setter方法中添加对薪水的基本校验，确保薪水不能低于0。接着创建一个Manager类继承自Employee，并添加一个私有属性bonus（奖金）。 【答案】 12.创建一个Book类，包含成员变量title（书名）和author（作者）。实现一个构造方法用于初始化这些变量，并实现一个方法displayBookInfo()来显示书籍信息。重载构造方法，使得可以只通过书名创建Book对象。 【答案】 [归纳小结] 学科网（北京）股份有限公司 $$