Java之继承

淩亂°似流年 2024-04-01 17:55 74阅读 0赞

**目录**

1.为什么要继承

2 继承概念

3 继承的语法

4 父类成员访问

4.1 子类中访问父类的成员变量

4.1.1. 子类和父类不存在同名成员变量

4.1.2. 子类和父类成员变量同名

4.1.3 说明

4.2 子类中访问父类的成员方法

4.2.1. 成员方法名字不同

4.2.2. 成员方法名字相同

4.2.3 说明

5 super关键字

5.1 super.data 在子类中访问父类的成员变量

5.2 super.func() 在子类中访问父类的成员方法

5.3 说明

6 子类构造方法

6.1 super()

6.2先父类，再子类

6.3super和this不能同时出现

6.4默认的构造方法

6.5 说明

7 super和this

7.1【相同点】

7.2【不同点】

8 再谈初始化

8.1父类优于子类，静态优于实例优于构造

8.2 静态只执行一次

8.3结论：

9 protected 关键字

9.1 extend01包中

9.2 extend01包中(同一个包中的子类)

9.3 extend02包中( 不同包中的子类)

9.4extend02包中(不同包中的类)

10 继承方式

11 final 关键字

--------------------

## 1.为什么要继承 ##

Java中使用类对现实世界中实体来进行描述，类经过实例化之后的产物对象，则可以用来表示现实中的实体，但是现实世界错综复杂，事物之间可能会存在一些关联，那在设计程序是就需要考虑。

比如：狗和猫，它们都是一个动物。

使用Java语言来进行描述，就会设计出：

class Dog{
        public String name;
        public int age;
        public void eat(){
            System.out.println(name+"吃饭");
        }
        public void wangwang(){
            System.out.println(name+"叫");
        }
    }
    
    
    class Cat{
        public String name;
        public int age;
        public void eat(){
            System.out.println(name+"吃饭");
        }
        public void miaomiao(){
            System.out.println(name+"叫");
        }
    }

通过观察上述代码会发现，猫和狗的类中存在大量重复

那能否将这些共性抽取呢？面向对象思想中提出了继承的概念，专门用来进行共性抽取，实现代码复用。

## 2 继承概念 ##

继承(inheritance)机制：是面向对象程序设计使代码可以复用的最重要的手段，它允许程序员在保持原有类特 性的基础上进行扩展，增加新功能，这样产生新的类，称派生类。继承呈现了面向对象程序设计的层次结构， 体现了由简单到复杂的认知过程。继承主要解决的问题是：共性的抽取，实现代码复用。

例如：狗和猫都是动物，那么我们就可以将共性的内容进行抽取，然后采用继承的思想来达到共用

创建一个Animal类，Dog类和Cat类都继承Animal类，其中：Animal类称为父类/基类或超类，Dog和Cat可以称为Animal的子类/派生类，继承之后，子类可以复用父类中成员，子类在实现时只需关心自己新增加的成员即可。

## 3 继承的语法 ##

在Java中如果要表示类之间的继承关系，需要借助extends关键字，具体如下：

修饰符 class 子类 extends 父类 {
        // ...
    }

对2中场景使用继承方式重新设计：

class Animal{
        public String name;
        public int age;
        public void eat(){
            System.out.println(name+"吃饭");
        }
    }
    
    class Dog extends Animal{
        //Dog is a Animal-->is-a的关系
        //extends关键字
        public void wangwang(){
            System.out.println(name+"叫");
        }
    }
    
    class Cat extends Animal{
        public void miaomiao(){
            System.out.println(name+"叫");
        }
    }
    
    public class Test {
        public static void main(String[] args) {
            Dog dog=new Dog();
            dog.name="tanke";
            dog.eat();
            dog.wangwang();
    
            Cat cat=new Cat();
            cat.name="xiami";
            cat.eat();
            cat.miaomiao();
        }
    }

通过extends关键字，Dog类和Cat类继承了Animal类中的成员变量和成员方法。这样就避免了大量的重复。在继承的同时子类Dog类和Cat类也创建了自己特有的成员。

注意：

1. 子类会将父类中的成员变量或者成员方法继承到子类中了

2. 子类继承父类之后，必须要新添加自己特有的成员，体现出与基类的不同，否则就没有必要继承了

## 4 父类成员访问 ##

在继承体系中，子类将父类中的方法和字段继承下来了，那在子类中能否直接访问父类中继承下来的成员呢？

### 4.1 子类中访问父类的成员变量 ###

#### 4.1.1. 子类和父类不存在同名成员变量 ####

class Base {
        public int a;
        public int b;
    }
    class Derived extends Base{
        public int c;
        public void func(){
            //子类有拿子类的，子类没有拿父类的
            System.out.println(a);// 访问从父类中继承下来的a
            System.out.println(b); // 访问从父类中继承下来的b
            System.out.println(c); // 访问子类自己的c
        }
    }
    public class Test2{
        public static void main(String[] args) {
            Derived derived=new Derived();
            derived.func();
        }
    }

#### 4.1.2. 子类和父类成员变量同名 ####

class Base {
        public int a;
        public int b;
        public int c=199;
    }
    class Derived extends Base{
        public int c=9;
        public void func(){
            //子类有拿子类的，子类没有拿父类的
            System.out.println(a);// 访问从父类中继承下来的a
            System.out.println(b); // 访问从父类中继承下来的b
            System.out.println(c); // 访问子类自己的c
            //父类和子类有同名的成员变量，先访问子类
        }
    }
    public class Test2{
        public static void main(String[] args) {
            Derived derived=new Derived();
            derived.func();
        }
    }

#### 4.1.3 说明 ####

在子类方法中 或者 通过子类对象访问成员时：

*  如果访问的成员变量子类中有，优先访问自己的成员变量。
 *  如果访问的成员变量子类中无，则访问父类继承下来的，如果父类也没有定义，则编译报错。
 *  如果访问的成员变量与父类中成员变量同名，则优先访问自己的。

成员变量访问遵循就近原则，自己有优先自己的，如果没有则向父类中找。

### 4.2 子类中访问父类的成员方法 ###

#### 4.2.1. 成员方法名字不同 ####

class Base {
        public int a;
        public int b;
        public int c=199;
        public void methodBase(){
            System.out.println("Base");
        }
    }
    class Derived extends Base{
        public int c=9;
        public void methodDerived(){
            System.out.println("Derived");
        }
        public void func(){
            methodBase();
            methodDerived();
        }
    }
    public class Test2{
        public static void main(String[] args) {
            Derived derived=new Derived();
            derived.func();
        }
    }

运行结果

> Base
> 
> Derived

#### 4.2.2. 成员方法名字相同 ####

class Base {
        public int a;
        public int b;
        public int c=199;
        public void methodBase(){
            System.out.println("Base");
        }
    }
    class Derived extends Base{
        public int c=9;
        public void methodBase(){
            System.out.println("Derived");
        }
        public void methodDerived(){
            System.out.println("Derived");
        }
        public void func(){
            methodBase();
            methodDerived();
        }
    }
    public class Test2{
        public static void main(String[] args) {
            Derived derived=new Derived();
            derived.func();
        }
    }

运行结果

> Derived  
> Derived

#### 4.2.3 说明 ####

*  通过子类对象访问父类与子类中不同名方法时，优先在子类中找，找到则访问，否则在父类中找，找到则访问，否则编译报错。
 *  通过派生类对象访问父类与子类同名方法时，如果父类和子类同名方法的参数列表不同(重载)，根据调用方法适传递的参数选择合适的方法访问，如果没有则报错；

## 5 super关键字 ##

由于设计不好，或者因场景需要，子类和父类中可能会存在相同名称的成员，如果要在子类方法中访问父类同名成员时，该如何操作？直接访问是无法做到的，Java提供了super关键字，该关键字主要作用：在子类方法中访问父类的成员。

super作用是写代码或读代码时，体现出更好的可读性（不算是父类的引用）

### 5.1 super.data 在子类中访问父类的成员变量 ###

class Base {
        public int a;
        public int b;
        public int c=199;
    }
    class Derived extends Base{
        public int c=9;//与父类中的成员变量同名且类型相同
        public void func(){
            System.out.println(a);// 访问从父类中继承下来的a
            System.out.println(b); // 访问从父类中继承下来的b
            System.out.println(c); // 访问子类自己的c
            System.out.println(super.c); // 访问父类的c
        }
    }
    public class Test2{
        public static void main(String[] args) {
            Derived derived=new Derived();
            derived.func();
        }
    }

运行结果

> 0  
> 0  
> 9  
> 199

### 5.2 super.func() 在子类中访问父类的成员方法 ###

class Base {
        public int a;
        public int b;
        public int c=199;
        public void methodBase(){
            System.out.println("Base");
        }
    }
    class Derived extends Base{
        public int c=9;
        public void methodBase(){
            System.out.println("Derived");
        }
        public void methodDerived(){
            System.out.println("Derived");
        }
        public void func(){
            super.methodBase();//调用父类的成员方法
            methodDerived();
        }
    }
    public class Test2{
        public static void main(String[] args) {
            Derived derived=new Derived();
            derived.func();
        }
    }

运行结果

> Base  
> Derived

在子类方法中，如果想要明确访问父类中成员时，借助super关键字即可。

### 5.3 说明 ###

1. 只能在非静态方法中使用

2. 在子类方法中，访问父类的成员变量和方法。

## 6 子类构造方法 ##

父子父子，先有父再有子，即：子类对象构造时，需要先调用基类构造方法，然后执行子类的构造方法。

显示调用父类的构造方法，帮助父类的成员进行初始化，

### 6.1 super() ###

必须是子类构造方法中第一条语句，并且只能出现一次

class Animal{
        public String name;
        public int age;
    
        public Animal(String name, int age) {
            this.name = name;
            this.age = age;
        }
    }
    class Dog extends Animal{
        public Dog(){
            //super()必须是子类构造方法中第一条语句，并且只能出现一次
             //显示调用父类的构造方法，帮助父类的成员进行初始化
            super("xiao",10);   
        }
    }
    class Cat extends Animal{
        public Cat(){
            super("xi",11);
            //显示调用父类的构造方法，帮助父类的成员进行初始化
        }
    }

### 6.2先父类，再子类 ###

子类对象构造时，需要先调用基类构造方法，然后执行子类的构造方法

class Animal{
        public String name;
        public int age;
        public Animal(String name, int age) {
            this.name = name;
            this.age = age;
        }
    }
    class Cat extends Animal{
        public int size;
        public Cat(String name,int age,int size){
            super(name,age);
            this.size=size;//先父类，再子类
        }
    }

### 6.3super和this不能同时出现 ###

两个都要在第一行，如果同时出现，会报错

class Cat extends Animal{
        public int size;
        public Cat(String name,int age,int size){
            super(name,age);
            this.size=size;
        }
        public Cat(String name,int age){
            //super和this不能同时出现
            super(name,age);
            //this("1",2,3);
        }
    }

### 6.4默认的构造方法 ###

class Animal{
        public String name;
        public int age;
        //默认构造方法
        public Animal() {
        }
    }
    class Dog extends Animal{
        //默认构造方法
        public Dog() {
        }
    }
    public class Test {
        public static void main(String[] args) {
            Dog dog=new Dog();
        }
    }

在子类构造方法中，没有写关于父类构造的代码，但是在构造子类对象时，先执行父类的构造方法，然后执行子类的构造方法。

### 6.5 说明 ###

1. 若父类显式定义无参或者默认的构造方法，在子类构造方法第一行默认有隐含的super()调用，即调用父类构造方法

2. 如果父类构造方法是带有参数的，此时需要用户为子类显式定义构造方法，并在子类构造方法中选择合适的父类构造方法调用，否则编译失败。

3. 在子类构造方法中，super(...)调用父类构造时，必须是子类构造函数中第一条语句。

4. super(...)只能在子类构造方法中出现一次，并且不能和this同时出现

## 7 super和this ##

super和this都可以在成员方法中用来访问：成员变量和调用其他的成员函数，都可以作为构造方法的第一条语句，那他们之间有什么区别呢？

### 7.1【相同点】 ###

1. 都是Java中的关键字

2. 只能在类的非静态方法中使用，用来访问非静态成员方法和字段

3. 在构造方法中调用时，必须是构造方法中的第一条语句，并且不能同时存在

### 7.2【不同点】 ###

1. this是当前对象的引用，当前对象即调用实例方法的对象，super相当于是子类对象中从父类继承下来部分成员的引用

2. 在非静态成员方法中，this用来访问本类的方法和属性，super用来访问父类继承下来的方法和属性

3. 在构造方法中：this(...)用于调用本类构造方法，super(...)用于调用父类构造方法，两种调用不能同时在构造方法中出现

4. 构造方法中一定会存在super(...)的调用，用户没有写编译器也会增加，但是this(...)用户不写则没有

## 8 再谈初始化 ##

### 8.1父类优于子类，静态优于实例优于构造 ###

class Animal{
        public String name;
        public int age;
    
        public Animal() {
            System.out.println("父类构造方法");
        }
        static{
            System.out.println("父类静态代码块");
        }
        {
            System.out.println("父类实例代码块");
        }
    }
    class Dog extends Animal{
        public Dog(){
            System.out.println("子类构造方法");
        }
        static{
            System.out.println("子类静态代码块");
        }
        {
            System.out.println("子类的实例代码块");
        }
    
    }
    
    public class Test {
        public static void main(String[] args) {
            Dog dog=new Dog();
        }
    }

执行结果：

> 父类静态代码块
> 
> 子类静态代码块
> 
> 父类实例代码块
> 
> 父类构造方法
> 
> 子类的实例代码块
> 
> 子类构造方法

当有对象创建时，才会执行实例代码块，实例代码块执行完成后，最后构造方法执行

### 8.2 静态只执行一次 ###

执行结果：

> 父类静态代码块
> 
> 子类静态代码块
> 
> 父类实例代码块
> 
> 父类构造方法
> 
> 子类的实例代码块
> 
> 子类构造方法
> 
> =============
> 
> 父类实例代码块
> 
> 父类构造方法
> 
> 子类的实例代码块
> 
> 子类构造方法

### 8.3结论： ###

1、父类静态代码块优先于子类静态代码块执行，且是最早执行

2、父类实例代码块和父类构造方法紧接着执行

3、子类的实例代码块和子类构造方法紧接着再执行

4、第二次实例化子类对象时，父类和子类的静态代码块都将不会再执行

## 9 protected 关键字 ##

为了实现封装特性，Java中引入了访问限定符，主要限定：类或者类中成员能否在类外或者其他包中被访问。

那父类中不同访问权限的成员，在子类中的可见性又是什么样子的呢？

### 9.1 extend01包中 ###

public class B {
        private int a;
        protected int b;
        public int c;
        int d;
    }

### 9.2 extend01包中(同一个包中的子类) ###

public class D extends B{
        public void method(){
    // super.a = 10; // 编译报错，父类private成员在相同包子类中不可见
            super.b = 20; // 父类中protected成员在相同包子类中可以直接访问
            super.c = 30; // 父类中public成员在相同包子类中可以直接访问
            super.d = 40; // 父类中默认访问权限修饰的成员在相同包子类中可以直接访问
        }
    }

### 9.3 extend02包中( 不同包中的子类) ###

public class C extends B {
        public void method(){
    // super.a = 10; // 编译报错，父类中private成员在不同包子类中不可见
            super.b = 20; // 父类中protected修饰的成员在不同包子类中可以直接访问
            super.c = 30; // 父类中public修饰的成员在不同包子类中可以直接访问
    //super.d = 40; // 父类中默认访问权限修饰的成员在不同包子类中不能直接访问
        }
    }

### 9.4extend02包中(不同包中的类) ###

public class TestC {
        public static void main(String[] args) {
            C c = new C();
            c.method();
    // System.out.println(c.a); // 编译报错，父类中private成员在不同包其他类中不可见
    // System.out.println(c.b); // 父类中protected成员在不同包其他类中不能直接访问
            System.out.println(c.c); // 父类中public成员在不同包其他类中可以直接访问
    // System.out.println(c.d); // 父类中默认访问权限修饰的成员在不同包其他类中不能直接访问
        }
    }

注意：父类中private成员变量虽然在子类中不能直接访问，但是也继承到子类中了

权限：private<默认<protected<public

什么时候下用哪一种呢?

第一种：在使用的时候应该尽可能的使用 比较严格 的访问权限. 例如如果一个方法能用 private, 就尽量不要用 public.

第二种： 将所有的字段设为 private, 将所有的方法设为 public. 不过这种方式属于是对访问权限的滥用

## 10 继承方式 ##

但在Java中只支持以下几种继承方式：

单继承，多层继承，不同类继承同一个类

注意：Java中不支持多继承。

一系列复杂的概念, 都需要我们使用代码来表示, 所以我们真实项目中所写的类也会有很多. 类之间的关系也会更加复杂.但是即使如此, 我们并不希望类之间的继承层次太复杂. 一般我们不希望出现超过三层的继承关系. 如果继承层次太多, 就需要考虑对代码进行重构了.

## 11 final 关键字 ##

final关键可以用来修饰变量、成员方法以及类。

1.final修饰成员变量时，一定要初始化

final int a;
    System.out.println(a);
    final int b =10;
    System.out.println(b);

2. 修饰变量或字段，表示常量(即不能修改)

final int a = 10;
    a = 20; // 编译出错

3.final指向的对象不能改变，但是指向对象的内容可以改变

final int[] array={1,2,3};
    array[0]=11;
    System.out.println(array[0]);

4.. 修饰类：表示此类不能被继承

final public class Animal {
    ...
    }
    public class Bird extends Animal {
    ...
    }
    // 编译出错
    Error:(3, 27) java: 无法从最终com.bit.Animal进行继承

String 字符串类, 就是final 修饰的, 不能被继承.

5. 修饰方法：表示该方法不能被重写