Java类高级概念与实践：阴影变量、内部类与抽象方法

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#阴影变量 #内部类 #抽象方法 #抽象类 #Java类层次结构

Java类高级概念与实践：阴影变量、内部类与抽象方法

背景简介

在编程语言的家族中，Java一直以面向对象的特性而闻名。随着对Java编程语言的深入学习，我们会接触到许多高级概念，比如阴影变量（shadowed variables）、内部类（inner classes）以及抽象方法和类（abstract methods and classes）。这些概念对于编写复杂且可维护的Java程序至关重要。本文将根据提供的章节内容，探讨这些高级概念的定义、使用场景以及潜在的复杂性。

阴影变量

阴影变量是指在不同作用域中存在同名变量的现象。这种变量的使用需要谨慎，因为它们可能导致代码难以阅读，且在使用时容易引发混淆。

变量的覆盖与引用

在Java中，如果在不同的作用域内声明了具有相同名称的变量，那么内部作用域的变量将会覆盖外部作用域的变量。这就创建了一个阴影变量。例如，可以创建一个子类，其内部有一个与父类同名的变量。当通过子类实例引用该变量时，将得到子类中的变量，而不是父类中的变量。为了访问父类中的变量，需要使用类型转换。

A objectA;
B objectB = new B();
screen.write("X from class B = " + objectB.X + "\\n");
screen.write("Value of function from class B = " + objectB.function() + "\\n");
objectA = (A)objectB;
screen.write("X from class A = " + objectA.X + "\\n");
screen.write("Value of function from class A = " + ((A)objectB).function() + "\\n");

内部类

内部类是指嵌套在其他类内部的类。这种特性在封装中非常有用，因为它允许在类中包含一个特定引用数据字段的数据字段类定义。内部类通常称为成员类（member class），它只是类组件的另一种形式，就像常量、变量和方法也是类组件一样。

访问成员类的字段

要访问成员类的字段，通常需要创建一个封闭类的实例。然后可以在封闭类中使用成员类的实例。这种机制使得在类内部进行封装变得更加简单，因为可以将数据字段和其处理逻辑紧密地结合起来。

public class RoundShape {
    protected class Center {
        int x, y;
        Center() {}
    }
    protected Center C = new Center();
    protected float radiusOfCircle;
    // ...
}

抽象方法和类

抽象方法是没有具体实现的方法，它仅由方法签名定义。抽象类是至少包含一个抽象方法的类，因此它不能被实例化。抽象类通常作为其他类的父类，定义了一组方法的接口，这些方法需要在子类中具体实现。

实现抽象方法

抽象类可以被继承，而抽象方法必须在子类中被具体实现。如果子类没有实现所有的抽象方法，则子类也必须被声明为抽象类。通过抽象类和抽象方法，我们可以定义一种层次结构，称为“是一个”关系，允许代码复用和多态性的实现。

public abstract class RoundShape {
    abstract public float area();
}

public class Circle extends RoundShape {
    public float area() {
        float areaOfCircle = (float)(Math.PI*Math.pow((double)radiusOfCircle,2.0));
        return areaOfCircle;
    }
}