如何理解类的三大特性（封装、继承、多态）

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类是什么
类是具有相同属性和行为的一组对象的集合 。类有封装，继承，多态三大特性。

什么是封装
Java中封装的实质是将类的状态信息隐藏在类内部，不允许外部程序直接访问，而是通过该类提供的方法来实现对隐藏信息的操作和访问。
封装反映了事物的独立性，有效避免了外部错误对此对象的影响，并且能对对象使用者由于各种原因产生的错误操作起到预防作用，也起到了对象之间的松耦合关系。
封装的好处在于隐藏类的实现细节，让使用者只能通过程序员规定的方法来访问数据，可以方便地加入存取控制修饰符，来限制不合理操作。

封装的实现
我们可以用下面的例子来进一步说明类的封装。

修改属性的可见性

上述代码中，将访问修饰符修改为private后，其他类就无法访问了，如果要访问必须通过封装定义别的方法来实现。

定义方法

运行结果如下：

以上就是Java封装的典型实现。

继承

什么是继承
继承可以解决编程中代码冗余的问题，是实现代码重用的重要手段之一。继承是软件可重用性的一种表现，新类可以在不增加自身代码的情况下，通过从现有的类中继承其属性和方法，来充实自身内容，这种现象或行为就称为继承。此时新类称为子类，现有的类称为父类。继承最基本的作用就是代码重用，增加软件的可扩性。
Java中只支持单继承，即每个类只能有一个直接父类。

• 根父类

在Java中，即使没有声明父类，也有一个隐含的父类，这个父类叫Object。Object没有定义属性，但定义了一些方法。
这里有必要讲讲toString()方法，toString()方法的目的是返回一个对象的文本描述，这里可以直接被所有类使用。比如以下代码：

运行结果如下：

这是什么意思呢？@之前是类名，@之后是父类hashCode()返回一个对象的哈希值。这种输出方式不是很友好，用户看不懂意思，于是我们重写toString()方法。

• 重写

这次，我们来重写toString()方法，就是在原来的Point类文件中末尾添加带有@Overrid的toString方法，代码如下：

运行结果如下：

继承体系
下面将把人类作为父类，学生继承人类，研究继承学生类进一步解释Java中的继承

• 父类 Person
• 子类 Student
• 子类的子类 PostGraduate

Person类

Student类

PostGraduate类

分析如下：
在执行new PostGraduate(“小明”,“南京大学”,“李老师”,“计算机信息技术”)后，创建了4个对象，依次调用了Object(),Person(String name),Student(String name,String school),PostGraduate(String name,String school,String guide,String major)。

运行结果如下：

父子类型转换
子类型的对象可以赋值给父类型的引用变量，这叫向上转型。那反过来能将父类型的变量赋值给子类型的变量吗？在语法上可以进行强制类型转换，但不一定能成功转换。
比如：

PostGraduate p=(PostGraduate)stu就是将变量stu的类型强制转换为PostGraduate并赋值为p,这是没问题的，因为stu的动态类型就是PostGraduate,这是还原其子类本身，运行结果如下：

但下面的代码是不行的：

运行结果如下：

语法上Java不会报错，但运行时会抛出错误，错误为类型转换异常。

一个父类的变量能不能转换为一个子类的变量，取决于这个父类变量的动态类型（即引用的对象类型）是不是这个子类或这个子类的子类。
给定义个父类的变量能不能知道它到底是不是某个子类的对象，从而安全地进行类型转换呢？答案是可以的，通过instanceof关键字，比如下面代码：

运行结果如下：

防止继承final
有的时候我们不希望父类方法被子类重写，有的时候甚至不希望被继承，可以通过final关键字来实现。final可以修饰变量，而这是final的另一种用法。一个Java类，默认情况下都是可以被继承的，但加了final关键字之后就不能被继承了，比如：

一个非final得类，其中public/protected实例方法默认情况下都是可以被重写的，但加了final关键字后就不能被重写了，比如：

多态

什么是多态
多态就是一种类型，多种表现形式。
多态的存在有三个前提:

• 要有继承关系
• 子类要重写父类的方法
• 父类引用指向子类对

我们修改上述Person类,Student类,PostGraduate类的代码，修改结果如下：
Person类

Student类

PostGraduate类

运行结果如下：

上述代码中，Student类继承Person类，PostGraduate类继承Student类，它们之间有继承关系，并且重写了父类的study()方法，并且程序在堆内存中开辟了子类的对象，并把栈内存中的父类的引用指向了对象。
可以看出来Student重写了父类的Person()方法，输出结果为：学生在学习。同样PostGraduate重写了父类的student()方法，输出结果为：研究生在学习。

多态的利与弊
Java的多态可以将一种类型表现为多种形态，这就是多态的魅力所在，不过它也有弊端，比如：

上述代码中，Person引用了一个PostGraduate对象person，PostGraduate有自己的setGuide/getGuide()方法,但是person不能调用这2个方法，编译不能通过，必须通过下面的方法才能调用。

运行结果如下：

虽然Java中的多态有缺点，但是它确实十分灵活，我们可以好好的运用它的特性减少多余对象的创建。

至此，Java三大特性已经全部介绍完毕，如果大家能从中得到更深的理解请点个赞吧！