Java：类与继承
Java：类与继承
对于面向对象的程序设计语言来说，类毫无疑问是其最重要的基础。抽象、封装、继承、多态这四大特性都离不开类，只有存在类，才能体现面向对象编程的特点，今天我们就来了解一些类与继承的相关知识。首先，我们讲述一下与类的初始化相关的东西，然后再从几个方面阐述继承这一大特性。以下是本文的目录大纲：
一.你了解类吗？
二.你了解继承吗？
三.常见的面试笔试题
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一.你了解类吗？
在Java中，类文件是以.java为后缀的代码文件，在每个类文件中最多只允许出现一个public类，当有public类的时候，类文件的名称必须和public类的名称相同，若不存在public，则类文件的名称可以为任意的名称（当然以数字开头的名称是不允许的）。
在类内部，对于成员变量，如果在定义的时候没有进行显示的赋值初始化，则Java会保证类的每个成员变量都得到恰当的初始化：
1）对于 char、short、byte、int、long、float、double等基本数据类型的变量来说会默认初始化为0（boolean变量默认会被初始化为false）；
2）对于引用类型的变量，会默认初始化为null。
如果没有显示地定义构造器，则编译器会自动创建一个无参构造器，但是要记住一点，如果显示地定义了构造器，编译器就不会自动添加构造器。注意，所有的构造器默认为static的。
下面我们着重讲解一下 初始化 顺序：
当程序执行时，需要生成某个类的对象，Java执行引擎会先检查是否加载了这个类，如果没有加载，则先执行类的加载再生成对象，如果已经加载，则直接生成对象。
在类的加载过程中，类的static成员变量会被初始化，另外，如果类中有static语句块，则会执行static语句块。static成员变量和static语句块的执行顺序同代码中的顺序一致。记住，在Java中，类是按需加载，只有当需要用到这个类的时候，才会加载这个类，并且只会加载一次。看下面这个例子就明白了：
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public class Test { public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException { Bread bread1 = new Bread(); Bread bread2 = new Bread(); }}class Bread { static{ System.out.println("Bread is loaded"); } public Bread() { System.out.println("bread"); }} |
运行这段代码就会发现"Bread is loaded"只会被打印一次。
在生成对象的过程中，会先初始化对象的成员变量，然后再执行构造器。也就是说类中的变量会在任何方法（包括构造器）调用之前得到初始化，即使变量散步于方法定义之间。
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public class Test { public static void main(String[] args) { new Meal(); }}class Meal { public Meal() { System.out.println("meal"); } Bread bread = new Bread();}class Bread { public Bread() { System.out.println("bread"); }} |
输出结果为：
bread meal
bread meal
二.你了解继承吗？
继承是所有OOP语言不可缺少的部分，在java中使用extends关键字来表示继承关系。当创建一个类时，总是在继承，如果没有明确指出要继承的类，就总是隐式地从根类Object进行继承。比如下面这段代码：
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class Person { public Person() { }}class Man extends Person { public Man() { }} |
类Man继承于Person类，这样一来的话，Person类称为父类（基类），Man类称为子类（导出类）。如果两个类存在继承关系，则子类会自动继承父类的方法和变量，在子类中可以调用父类的方法和变量。在java中，只允许单继承，也就是说 一个类最多只能显示地继承于一个父类。但是一个类却可以被多个类继承，也就是说一个类可以拥有多个子类。
1.子类继承父类的成员变量
当子类继承了某个类之后，便可以使用父类中的成员变量，但是并不是完全继承父类的所有成员变量。具体的原则如下：
1）能够继承父类的public和protected成员变量；不能够继承父类的private成员变量；
2）对于父类的包访问权限成员变量，如果子类和父类在同一个包下，则子类能够继承；否则，子类不能够继承；
3）对于子类可以继承的父类成员变量，如果在子类中出现了同名称的成员变量，则会发生隐藏现象，即子类的成员变量会屏蔽掉父类的同名成员变量。如果要在子类中访问父类中同名成员变量，需要使用super关键字来进行引用。
2.子类继承父类的方法
同样地，子类也并不是完全继承父类的所有方法。
1）能够继承父类的public和protected成员方法；不能够继承父类的private成员方法；
2）对于父类的包访问权限成员方法，如果子类和父类在同一个包下，则子类能够继承；否则，子类不能够继承；
3）对于子类可以继承的父类成员方法，如果在子类中出现了同名称的成员方法，则称为覆盖，即子类的成员方法会覆盖掉父类的同名成员方法。如果要在子类中访问父类中同名成员方法，需要使用super关键字来进行引用。
注意：隐藏和覆盖是不同的。隐藏是针对成员变量和静态方法的，而覆盖是针对普通方法的。（后面会讲到）
3.构造器（构造函数）
子类是不能够继承父类的构造器，但是要注意的是，如果父类的构造器都是带有参数的，则必须在子类的构造器中显示地通过super关键字调用父类的构造器并配以适当的参数列表。如果父类有无参构造器，则在子类的构造器中用super关键字调用父类构造器不是必须的，如果没有使用super关键字，系统会自动调用父类的无参构造器。看下面这个例子就清楚了：
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class Shape { protected String name; public Shape(){ name = "shape"; } public Shape(String name) { this.name = name; }}class Circle extends Shape { private double radius; public Circle() { radius = 0; } public Circle(double radius) { this.radius = radius; } public Circle(double radius,String name) { this.radius = radius; this.name = name; }} |
这样的代码是没有问题的，如果把父类的无参构造器去掉，则下面的代码必然会出错：
改成下面这样就行了：
4.super
super主要有两种用法：
1）super.成员变量/super.成员方法;
2）super(parameter1,parameter2....)
第一种用法主要用来在子类中调用父类的同名成员变量或者方法；第二种主要用在子类的构造器中显示地调用父类的构造器，要注意的是，如果是用在子类构造器中，则必须是子类构造器的第一个语句。
class Woman extends Human { /** * constructor */ public Woman(int h) { super(h); // base class constructor System.out.println("Hello, Pandora!"); } /** * new method */ public Human giveBirth() { System.out.println("Give birth"); return (new Human(20)); } /** * override Human.breath() */ public void breath() { super.breath(); System.out.println("su..."); } }
三.常见的面试笔试题
1.下面这段代码的输出结果是什么？
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public class Test { public static void main(String[] args) { new Circle(); }}class Draw { public Draw(String type) { System.out.println(type+" draw constructor"); }}class Shape { private Draw draw = new Draw("shape"); public Shape(){ System.out.println("shape constructor"); }}class Circle extends Shape { private Draw draw = new Draw("circle"); public Circle() { System.out.println("circle constructor"); }} |
shape draw constructor shape constructor circle draw constructor circle constructor
shape draw constructor shape constructor circle draw constructor circle constructor
这道题目主要考察的是类继承时构造器的调用顺序和初始化顺序。要记住一点：父类的构造器调用以及初始化过程一定在子类的前面。由于Circle类的父类是Shape类，所以Shape类先进行初始化，然后再执行Shape类的构造器。接着才是对子类Circle进行初始化，最后执行Circle的构造器。
2.下面这段代码的输出结果是什么？
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public class Test { public static void main(String[] args) { Shape shape = new Circle(); System.out.println(shape.name); shape.printType(); shape.printName(); }}class Shape { public String name = "shape"; public Shape(){ System.out.println("shape constructor"); } public void printType() { System.out.println("this is shape"); } public static void printName() { System.out.println("shape"); }}class Circle extends Shape { public String name = "circle"; public Circle() { System.out.println("circle constructor"); } public void printType() { System.out.println("this is circle"); } public static void printName() { System.out.println("circle"); }} |
shape constructor circle constructor shape this is circle shape
shape constructor circle constructor shape this is circle shape
这道题主要考察了隐藏和覆盖的区别，隐藏子类的成员变量和静态方法，覆盖父类的普通方法（当然也和多态相关，在后续博文中会继续讲到）。
覆盖只针对非静态方法（终态方法不能被继承，所以就存在覆盖一说了），而隐藏是针对成员变量和静态方法的。这2者之间的区别是：覆盖受RTTI（Runtime type identification）约束的，而隐藏却不受该约束。也就是说只有覆盖方法才会进行动态绑定，而隐藏是不会发生动态绑定的。在Java中，除了static方法和final方法，其他所有的方法都是动态绑定。因此，就会出现上面的输出结果。覆盖：用子类的非静态方法覆盖父类的非静态方法；隐藏：若是子类中有和父类中一样的成员变量以及静态方法，那么子类中的成员变量和静态方法是隐藏的。