• 【Java】面向对象之继承


    多个类中存在相同属性和行为时,将这些内容抽取到单独一个类中,那么多个类无需再定义这些属性和行为,只要继承那一个类即可。其中如图中所示,食草动物、食肉动物、兔子、羊、狮子、豹都可以称为子类,动物类称为父类、超类(superclass)或者基类。

    继承描述的是事物之间的所属关系。例如,图中兔子属于食草动物,食草动物属于动物。可见,父类更通用,子类更具体。我们通过继承,可以使多种事物之间形成一种关系体系。

    继承:就是子类继承父类的属性和行为,使得子类对象具有与父类相同的属性、相同的行为。子类可以直接访问父类中的非私有的属性和行为。

    继承的格式

    通过 extends 关键字,可以声明一个子类继承另外一个父类,定义格式如下:

    修饰符 class 父类 {
      ...
    }


    修饰符 class 子类 extends 父类 {
      ...
    }

    来一个例子:

    // 父类
    public class Animal {
        String name;
        public void eat(){
            System.out.println("肚子饿了都要吃东西");
        }
    }
    
    // 子类继承父类
    public class Lion extends Animal{
        public void printName(){
            System.out.println("名字:"+ name);
        }
    }
    
    // 测试类
    public class Demo {
        public static void main(String[] args) {
            // 创建一个狮子类对象
            Lion lion = new Lion();
            // 为该Lion类的name属性进行赋值
            lion.name = "狮子王";
            // 调用该Lion类的printName()方法
            lion.printName(); // 名字:狮子王
            // 调用从Animal类继承来的eat()方法
            lion.eat(); // 肚子饿了都要吃东西
        }
    }

    通过上面代码我们可以看出用继承的方式可以 提高代码的复用性。同时类与类之间产生了关系,是多态的前提,这个在接下来的章节说明。

    继承后的特点

    当类之间产生了关系后,其中各类中的成员变量和成员方法会产生了哪些影响呢?

    一、成员变量

    1、成员变量不重名

    如果子类父类中出现不重名的成员变量,这时的访问是没有影响的。

    public class Fu {
        // Fu中的成员变量。
        int numFu = 10;
    }
    
    public class Zi extends Fu {
        // Zi中的成员变量
        int numZi = 20;
        // Zi中的成员方法
        public void show() {
          // 访问父类中的numFu,继承而来可以直接访问
          System.out.println("Fu numFu="+numFu);
          // 访问子类中的numZi
          System.out.println("Zi numZi="+numZi);
      } }
    public class Demo { public static void main(String[] args) { // 创建子类对象 Zi z = new Zi(); // 调用子类中的show方法 z.show(); } } 演示结果: Fu num1 = 10 Zi num2 = 20

    2、成员变量重名

    public class Fu {
    
        int numFu = 10;
    
        int num = 100;
    
        public void methodFu() {
            System.out.println(num);
        }
    
    }
    
    public class Zi extends Fu {
    
        int numZi = 20;
    
        int num = 200;
    
        public void methodZi() {
            System.out.println(num);
        }
    
    }
    
    
    public class Demo {
    
        public static void main(String[] args) {
            Fu fu = new Fu(); 
            System.out.println(fu.numFu); // 10
    
            Zi zi = new Zi();
            System.out.println(zi.numFu); // 10
            System.out.println(zi.numZi);  // 20
    
            // 直接通过子类对象访问成员变量:等号左边是谁,就优先用谁,没有则向上找。
            System.out.println(zi.num); // 优先子类,200
            System.out.println(zi.abc); // 到处都没有,编译报错!
    
            //间接通过成员方法访问成员变量:该方法属于谁,就优先用谁,没有则向上找。
            zi.methodZi(); // 200, 这个方法是子类的,优先用子类的没有再向上找
            zi.methodFu(); // 100,这个方法是在父类当中定义的,
        }
    
    }

    从上面代码来看,想用父类的num值又怎么办呢?

    子父类中出现了同名的成员变量时,在子类中需要访问父类中非私有成员变量时,需要使用 super 关键字,修饰父类成员变量,类似于之前学过的 this 。

    使用格式:super.父类成员变量名

    因此子类的代码可以写为:

    public class Zi extends Fu {// Zi中的成员方法
        public void show() {
            System.out.println("Fu num="+super.num);
            System.out.println("Zi num="+num);
        }
    }
    
    演示结果:
    Fu num = 100
    Zi num = 200

    注意事项:

      (1)Fu 类中的成员变量是非私有的,子类中可以直接访问。若Fu 类中的成员变量私有了,子类是不能直接访问的。通常编码时,我们遵循封装的原则,使用private修饰成员变量,那么如何访问父类的私有成员变量呢?

      答案是可以在父类中提供公共的getter方法和setter方法。

      (2)局部变量: 直接写成员变量名

      (3)本类的成员变量: this.成员变量名

      (4)父类的成员变量: super.成员变量名

    因此子类的代码又可以修改为:

    public class Zi extends Fu {// Zi中的成员方法
        public void show() {
            int innerNum = 10; // 局部变量
            System.out.println("Fu num="+super.num);
            System.out.println("Zi num="+this.num);
            System.out.println("innerNum="+innerNum);
        }
    }

    二、成员方法

    1、成员方法不重名

    public class Fu {
    
        public void methodFu() {
            System.out.println("父类方法执行!");
        }
    
    }
    
    
    public class Zi extends Fu {
    
        public void methodZi() {
            System.out.println("子类方法执行!");
        }
    
    }
    
    public class Demo {
        public static void main(String[] args) {
    
            Zi zi = new Zi();
    
            zi.methodFu();
            zi.methodZi();
        }
    }
    
    运行结果:
    父类方法执行!
    子类方法执行!

    如果子类父类中出现不重名的成员方法,这时的调用是没有影响的。对象调用方法时,会先在子类中查找有没有对应的方法,若子类中存在就会执行子类中的方法,若子类中不存在就会执行父类中相应的方法。

    2、成员方法重名

    先来一波代码:

    public class Fu {
    
        public void methodFu() {
            System.out.println("父类方法执行!");
        }
    
        public void method() {
            System.out.println("父类:重名方法执行!");
        }
    
    }
    
    public class Zi extends Fu {
    
        public void methodZi() {
            System.out.println("子类方法执行!");
        }
    
        public void method() {
            System.out.println("子类:重名方法执行!");
        }
    
    }
    
    public class Demo01ExtendsMethod {
    
        public static void main(String[] args) {
            Zi zi = new Zi();
            zi.method(); // 子类:重名方法执行!
        }
    
    }

    上述代码中因为子类又method成员方法,所以执行了子类的method方法。其实跟之前的重名的成员变量类似:看子类有没有,没有就向父类查找。

    重写

    其实如果子类父类中出现重名的成员方法,这时的访问是一种特殊情况,叫做方法重写 (Override)

    方法重写 :子类中出现与父类一模一样的方法时(返回值类型、方法名、参数列表都相同)会出现覆盖效果,也称为重写或者复写。声明不变,重新实现。

    注意区分重写(Override)和重载(Overload):

    重写(Override):方法的名称一样,参数列表【也一样】。
    重载(Overload):方法的名称一样,参数列表【不一样】。
    更优雅的覆盖重写的方式:
    public class Fu {
    
        public void methodFu() {
            System.out.println("父类方法执行!");
        }
    
        public void method() {
            System.out.println("父类:重名方法执行!");
        }
    
    }
    
    public class Zi extends Fu {
    
        public void methodZi() {
            System.out.println("子类方法执行!");
        }
    
        @Override
        public void method() {
            System.out.println("子类:重名方法执行!");
        }
    
    }
    方法覆盖重写的注意事项:
    (1) 必须保证父子类之间方法的名称相同,参数列表也相同。
    @Override:写在方法前面,用来检测是不是有效的正确覆盖重写。这个注解就算不写,只要满足要求也是正确的方法覆盖重写。

    (2)子类方法的返回值必须【小于等于】父类方法的返回值范围。

    (3)子类方法的权限必须【大于等于】父类方法的权限修饰符。
    public > protected > (default) > private,实例代码如下:
    public class Fu {
        // 没写权限修饰符,就是default
        void method(){
            System.out.println("父类成员方法!");
        }
    
    }
    
    public class Zi extends Fu{
    
        @Override
        public void method(){
            System.out.println("子类成员方法!");
        }
    
    }
    (4)用到 super.父类成员方法(),表示调用父类的成员方法,如:
    public class Zi extends Fu {
    
        public void methodZi() {
            System.out.println("子类方法执行!");
        }
    
        public void method() {
            super.method();
        }
    
    }

     三、构造方法

    当类之间产生了关系,其中各类中的构造方法,又产生了哪些影响呢?

    构造方法的作用是初始化成员变量的。所以子类的初始化过程中,必须先执行父类的初始化动作。子类的构造方法中默认有一个 super() ,表示调用父类的构造方法,父类成员变量初始化后,才可以给子类使用。代码如下:

    public class Fu {
    
        public Fu() {
            System.out.println("父类无参构造方法!");
        }
    
        public Fu(int num) {
            System.out.println("父类有参构造方法!");
        }
    
    }
    
    public class Zi extends Fu {
    
        public Zi() {
            super(); // 在调用父类无参构造方法
            System.out.println("子类无参构造方法!");
        }
    
    }
    
    public class Demo {
    
        public static void main(String[] args) {
            new Zi();
        }
    
    }
    
    运行结果:
    父类无参构造方法!
    子类无参构造方法!
    继承关系中,父子类构造方法的访问特点:
    (1)子类构造方法当中有一个默认隐含的“super()”调用,所以一定是先调用的父类构造后执行的子类构造。看代码:
    public class Fu {
        public Fu(){
            System.out.println("父类无参构造方法!");
        }
        public Fu(int num){
            System.out.println("父类有参构造方法!");
        }
    }
    
    public class Zi extends Fu{
        public Zi(){
            System.out.println("子类无参构造方法!");
        }
    }
    
    public class Demo {
        public static void main(String[] args) {
            new Zi();
        }
    }

    运行结果:
    父类无参构造方法!
    子类无参构造方法!
    (2)子类构造可以通过super关键字来调用父类重载构造。
    (3)super的父类构造调用,必须是子类构造方法的第一个语句。不能一个子类构造调用多次super构造。代码如下:
    public class Zi extends Fu{
        public Zi(){
            System.out.println("子类无参构造方法!");
        }
        public void method(){
            // 错误写法,写在了子类成员方法中
            super(200)
            System.out.println("子类成员方法!");
        }
    }
    
    或者
    
    public class Zi extends Fu{
        public Zi(){
            // 错误写法,存在了两个super
            super();
            super(200);
            System.out.println("子类无参构造方法!");
        }
    }
    
    或者
    
    public class Zi extends Fu{
        public Zi(){
            System.out.println("子类无参构造方法!");
            // 错误写法,super应该写在第一个语句
            super(200);
        }
    }
    因此,子类必须调用父类构造方法,不写则赠送super();写了则用写的指定的super调用,super只能有一个,还必须是第一个。

    四、super和this

    父类空间优先于子类对象产生

    在每次创建子类对象时,先初始化父类空间,再创建其子类对象本身。目的在于子类对象中包含了其对应的父类空间,便可以包含其父类的成员,如果父类成员非private修饰,则子类可以随意使用父类成员。代码体现在子类的构造方法调用时,一定先调用父类的构造方法。理解图解如下:

    1、super和this的含义

    super :代表父类的存储空间标识(可以理解为父亲的引用)。
    this :代表当前对象的引用(谁调用就代表谁)。

    2、super和this的用法

    (1)访问成员

    this.成员变量 ‐‐ 本类的

    super.成员变量 ‐‐ 父类的

    this.成员方法名() ‐‐ 本类的

    super.成员方法名()  --  父类的

    (2)访问构造方法

    this(...) ‐‐ 本类的构造方法
    super(...) ‐‐ 父类的构造方法

    五、继承的特点

    1、Java只支持单继承,不支持多继承

    //一个类只能有一个父类,不可以有多个父类。
    class C extends A{} //ok
    class C extends A,B... //error

    2、Java支持多层继承(继承体系)

    class A{}
    class B extends A{}
    class C extends B{}

    顶层父类是Object类。所有的类默认继承Object,作为父类。并且子类和父类是一种相对的概念。

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