【CS61B】LEC9 Extends, Casting, Higher Order Functions

LEC9 Extends, Casting, Higher Order Functions

1 接口和实现 Interface and Implement

早先我们介绍了类和接口，我们意识到在编写类时，有时会编写很多冗余代码。这将我们引向继承，即某个对象不需要重新定义其父对象的所有性质。我们可以从接口和类继承，语法略有不同。对于要继承接口性质的类，语法如下（其中SLList是一个类，而List61B是一个接口）：

SLList<Blorp> implements List61B<Blorp>

类似地，一个类实现另一类性质的方法的语法如下：

Class_Name extends Class_Name

2 继承的用法

假设我们要创建一种特殊的SLList类型，称为RotatingSLList。 RotatingSLList应该能够执行SLList可以做的所有事情；但是，它也应该能够向右旋转。我们应该怎么做？好吧，这只是继承的应用！执行以下操作将使RotatingSLList具有SLList的所有性质以及它自己的方法rotateRight。

public class RotatingSLList<Blorp> extends SLList<Blorp>{
    public void rotateRight() {...}
}

3 什么会被继承？

现在，我们在继承中有一个强大的工具；但是，我们将定义一些规则。现在，我们将说哪些可以继承：

实例和静态变量
所有方法
所有嵌套类。这会随着引入私有变量而有所变化，但现在不必担心。没有继承的一项是类的构造函数。

4 构造函数的特殊情况？

即使没有继承构造函数，我们仍然会使用它们。我们可以使用关键字super()显式调用构造函数。在每个构造函数的开始，已经有一个对其父类的构造函数的隐式调用。结果是

public VengefulSLList() {
    deletedItems = new SLList<Item>();
}

等同于

public VengefulSLList() {
  super();
  deletedItems = new SLList<Item>();
}

然而，带参数的构造函数不能被隐式调用。

public VengefulSLList() {
    super(x);
    deletedItems = new SLList<Item>();
  }

不等同于：

public VengefulSLList() {
    deletedItems = new SLList<Item>();
  }

这是因为这里仅调用了空参数super()。

5 is A

当一个类从另一个继承时，我们知道它必须具有所有的特质。这意味着VengefulSLList是SLList，因为它具有SLList的所有特质-它也具有其他一些特质。

每个单个类都是Object类的后代，这意味着它们都是Object。

6 抽象Abstraction

正如您将在本课程的后面学到的那样，程序过大时可能会引起混乱。使程序更易于处理的一种方法是使用抽象。基本上，抽象隐藏了人们不需要查看的程序组件。隐藏方法的用户应该能够在不知道它们如何工作的情况下使用它们。

实现抽象动机的一种直观方法是看着自己。您是人类（除非有机器人正在研究这种情况，否则我很抱歉冒犯了您），人类可以食用食物并将其转化为能量。您无需知道如何将食物转化为能量，只需知道它的作用即可。在这种情况下，可以考虑将食物转化为能量的一种方法，输入是食物，而输出是能量。

7 强制类型转换Casting

在Java中，每个对象都有一个静态类型（在编译时定义）和一个动态类型（在运行时定义）。我们的代码可能基于这样一个事实，即某些变量可能比静态类型更具体。例如，如果我们具有以下定义：

Poodle frank  = new Poodle("Frank", 5);
Poodle frankJr = new Poodle("Frank Jr.", 15);

这个表达是合理的：

Dog largerDog = maxDog(frank, frankJr);

但是这个就不合理：

Poodle largerPoodle = maxDog(frank, frankJr);

前一条语句有效的原因是因为编译器知道一个事实，即从maxDog函数调用返回的任何东西都是Dog。但是，在后一种情况下，即使两个Dog参数都是Poodles，编译器也不知道maxDog的返回值是否会返回Poodle。

除了拥有通用的Dog之外，我们可能会有些冒险并且使用一种称为Casting的技术。强制转换允许我们强制变量的静态类型，从根本上诱骗编译器让我们强制表达式的静态类型。为了使largePoodle成为静态类型的Poodle，我们将使用以下代码：

Poodle largerPoodle = (Poodle) maxDog(frank, frankJr);

请注意，我们并没有改变maxDog的实际动态类型-我们只是告诉编译器maxDog会产生的是Poodle。这意味着任何对LargePoodle的引用都将具有与之关联的静态Poodle类型。

Casting虽然功能强大，但也很危险。您需要确保要casting的内容能够并且将实际发生。可以使用一些规则：

您总是可以转换（到类的更通用版本），而不必担心会破坏任何东西，因为我们知道更具体的版本是通用类的版本。例如，您可以随时将贵宾犬投给狗，因为所有贵宾犬都是狗的。
您还可以谨慎地强制转换（降级为某个类的特定版本），因为您需要确保在运行时不会传递任何违反您的强制转换的信息。例如，有时候狗是贵宾犬，但并非总是如此。
最后，您永远都不能转换为高于或低于要转换的类的类。例如，您不能将狗投向猴子，因为猴子不在狗的直接血统之内-它是动物的孩子，因此距离较远。

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