PHP JAVA 面向对象疑惑整理

java中面向对象的修饰符

修饰符 本类内 同包内 子类中(不同包) 其他包中
private
默认(不写)
protected
public
修饰符 口诀
private 自家独享
默认 同包共享
protected 同包 + 子女共享
public 人人共享

PHP中面向对象的修饰符

修饰符 本类内 子类中 外部访问
private
protected
public
修饰符 口诀
private 自家独享
protected 自家 + 子女共享
public 人人共享

构造方法

java构造方法的名称就是类名。构造方法的参数没有限制,在方法内部,也可以编写任意语句。但是,和普通方法相比,构造方法没有返回值(也没有void),调用构造方法,必须用new操作符。
一个类没有定义构造方法,编译器会自动为我们生成一个默认构造方法,它没有参数,也没有执行语句,类似这样:

class Person {
    public Person() {
    }
}

自定义了一个构造方法,那么,编译器就不再自动创建默认构造方法
如果既要能使用带参数的构造方法,又想保留不带参数的构造方法,那么只能把两个构造方法都定义出来

// 构造方法
public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Person p1 = new Person("Xiao Ming", 15); // 既可以调用带参数的构造方法
        Person p2 = new Person(); // 也可以调用无参数构造方法
    }
}

class Person {
    private String name;
    private int age;

    public Person() {
    }

    public Person(String name, int age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
    }

    public String getName() {
        return this.name;
    }

    public int getAge() {
        return this.age;
    }
}

可以定义多个构造方法,在通过new操作符调用的时候,编译器通过构造方法的参数数量、位置和类型自动区分

如果调用new Person("Xiao Ming", 20);,会自动匹配到构造方法public Person(String, int)。

如果调用new Person("Xiao Ming");,会自动匹配到构造方法public Person(String)。

如果调用new Person();,会自动匹配到构造方法public Person()。

一个构造方法可以调用其他构造方法,这样做的目的是便于代码复用。调用其他构造方法的语法是this(…):

class Person {
    private String name;
    private int age;

    public Person(String name, int age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
    }

    public Person(String name) {
        this(name, 18); // 调用另一个构造方法Person(String, int)
    }

    public Person() {
        this("Unnamed"); // 调用另一个构造方法Person(String)
    }
}

方法重载

在一个类中,我们可以定义多个方法。如果有一系列方法,它们的功能都是类似的,只有参数有所不同,那么,可以把这一组方法名做成同名方法。例如,在Hello类中,定义多个hello()方法:

class Hello {
    public void hello() {
        System.out.println("Hello, world!");
    }

    public void hello(String name) {
        System.out.println("Hello, " + name + "!");
    }

    public void hello(String name, int age) {
        if (age < 18) {
            System.out.println("Hi, " + name + "!");
        } else {
            System.out.println("Hello, " + name + "!");
        }
    }
}

这种方法名相同,但各自的参数不同,称为方法重载(Overload)。
注意:方法重载的返回值类型通常都是相同的。
方法重载的目的是,功能类似的方法使用同一名字,更容易记住,因此,调用起来更简单。
举个例子,String类提供了多个重载方法indexOf(),可以查找子串:
int indexOf(int ch):根据字符的Unicode码查找;
int indexOf(String str):根据字符串查找;
int indexOf(int ch, int fromIndex):根据字符查找,但指定起始位置;
int indexOf(String str, int fromIndex)根据字符串查找,但指定起始位置。

继承

Student从Person继承时,Student就获得了Person的所有功能,我们只需要为Student编写新增的功能。
Java使用extends关键字来实现继承:

class Person {
    private String name;
    private int age;

    public String getName() {...}
    public void setName(String name) {...}
    public int getAge() {...}
    public void setAge(int age) {...}
}

class Student extends Person {
    // 不要重复name和age字段/方法,
    // 只需要定义新增score字段/方法:
    private int score;

    public int getScore() { … }
    public void setScore(int score) { … }
}

子类自动获得了父类的所有字段,严禁定义与父类重名的字段!
在OOP的术语中,我们把Person称为超类(super class),父类(parent class),基类(base class),把Student称为子类(subclass),扩展类(extended class)。
注意到我们在定义Person的时候,没有写extends。在Java中,没有明确写extends的类,编译器会自动加上extends Object。所以,任何类,除了Object,都会继承自某个类。
Java只允许一个class继承自一个类,因此,一个类有且仅有一个父类。只有Object特殊,它没有父类。
super关键字表示父类(超类)。子类引用父类的字段时,可以用super.fieldName 例如:

class Student extends Person {
    public String hello() {
        return "Hello, " + super.name;
    }
}

Java中,任何class的构造方法,第一行语句必须是调用父类的构造方法。如果没有明确地调用父类的构造方法,编译器会帮我们自动加一句super();
如果父类没有默认的构造方法,子类就必须显式调用super()并给出参数以便让编译器定位到父类的一个合适的构造方法
即子类不会继承任何父类的构造方法。子类默认的构造方法是编译器自动生成的,不是继承的。

阻止继承

正常情况下,只要某个class没有final修饰符,那么任何类都可以从该class继承。
从Java 15开始,允许使用sealed修饰class,并通过permits明确写出能够从该class继承的子类名称。

public sealed class Shape permits Rect, Circle, Triangle {
    ...
}

Shape 类 只能 Rect, Circle, Triangle 来继承

向上转型

如果一个引用变量的类型是Student,那么它可以指向一个Student类型的实例:

Student s = new Student();

如果一个引用类型的变量是Person,那么它可以指向一个Person类型的实例:

Person p = new Person();

现在问题来了:如果Student是从Person继承下来的,那么,一个引用类型为Person的变量,能否指向Student类型的实例?

Person p = new Student(); // ???

测试一下就可以发现,这种指向是允许的!

这是因为Student继承自Person,因此,它拥有Person的全部功能。Person类型的变量,如果指向Student类型的实例,对它进行操作,是没有问题的!

这种把一个子类类型安全地变为父类类型的赋值,被称为向上转型(upcasting)。

向上转型实际上是把一个子类型安全地变为更加抽象的父类型:

Student s = new Student();
Person p = s; // upcasting, ok
Object o1 = p; // upcasting, ok
Object o2 = s; // upcasting, ok

注意到继承树是Student > Person > Object,所以,可以把Student类型转型为Person,或者更高层次的Object。

向下转型

和向上转型相反,如果把一个父类类型强制转型为子类类型,就是向下转型(downcasting)。例如:

Person p1 = new Student(); // upcasting, ok
Person p2 = new Person();
Student s1 = (Student) p1; // ok
Student s2 = (Student) p2; // runtime error! ClassCastException!

如果测试上面的代码,可以发现:

Person类型p1实际指向Student实例,Person类型变量p2实际指向Person实例。在向下转型的时候,把p1转型为Student会成功,因为p1确实指向Student实例,把p2转型为Student会失败,因为p2的实际类型是Person,不能把父类变为子类,因为子类功能比父类多,多的功能无法凭空变出来。
因此,向下转型很可能会失败。失败的时候,Java虚拟机会报ClassCastException。

为了避免向下转型出错,Java提供了instanceof操作符,可以先判断一个实例究竟是不是某种类型:

Person p = new Person();
System.out.println(p instanceof Person); // true
System.out.println(p instanceof Student); // false

Student s = new Student();
System.out.println(s instanceof Person); // true
System.out.println(s instanceof Student); // true

Student n = null;
System.out.println(n instanceof Student); // false

instanceof实际上判断一个变量所指向的实例是否是指定类型,或者这个类型的子类。如果一个引用变量为null,那么对任何instanceof的判断都为false。

利用instanceof,在向下转型前可以先判断:

Person p = new Student();
if (p instanceof Student) {
    // 只有判断成功才会向下转型:
    Student s = (Student) p; // 一定会成功
}

从Java 14开始,判断instanceof后,可以直接转型为指定变量,避免再次强制转型。例如,对于以下代码:

Object obj = "hello";
if (obj instanceof String) {
    String s = (String) obj;
    System.out.println(s.toUpperCase());
}

可以改写如下:

// instanceof variable:
public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Object obj = "hello";
        if (obj instanceof String s) {
            // 可以直接使用变量s:
            System.out.println(s.toUpperCase());
        }
    }
}

这种使用instanceof的写法更加简洁。