面向对象特征之继承

落日映苍穹つ 2022-12-03 01:58 294阅读 0赞

## 概述 ##

在现实生活中，继承一般指的是子女继承父辈的财产。在程序中，继承描述的是事物之间的所属关系，通过继承可以使多种事物之间形成一种关系体系。例如学校中的讲师、助教、班主任都属于员工。这些员工之间会形成一个继承体系，具体如下图所示。

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在Java中，类的继承是指在一个现有类的基础上去构建一个新的类，构建出来的新类被称作子类，现有类被称作父类，子类会自动拥有父类所有可继承(非私有)的属性和方法。

生活中的继承:一个父亲,有5个子女,父亲有10000元,每个子女继承父亲2000元

程序中的继承:一个父亲,有5个子女,父亲有10000元,每个子女继承父亲10000元

**继承的概念**:当要定义一个类(讲师)时，发现已有类(员工)和要定义的类相似，并且要定义的类属于已有类的一种时，可以将要定义类定义为已有类的子类。同时也可以反过来思考，当多个类(讲师，助教，班主任)有共性内容，可以将共性内容向上抽取，抽取到一个新的类(员工)中,那么多个类和新的类形成的关系叫做继承。

## 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：

class 父类 \{  
    ...  
\}

class 子类 extends 父类 \{  
    ...  
\}

继承演示，代码如下：

/\*  
 \* 定义员工类Employee，做为父类  
 \*/  
class Employee \{  
    String name; // 定义name属性  
    // 定义员工的工作方法  
    public void work() \{  
        System.out.println("尽心尽力地工作");  
    \}  
\}

/\*  
 \* 定义讲师类Teacher 继承 员工类Employee  
 \*/  
class Teacher extends Employee \{  
    // 定义一个打印name的方法  
    public void printName() \{  
        System.out.println("name=" + name);  
    \}  
\}  
/\*  
 \* 定义测试类  
 \*/  
public class ExtendDemo01 \{  
    public static void main(String\[\] args) \{  
        // 创建一个讲师类对象  
        Teacher t = new Teacher();  
        
        // 为该员工类的name属性进行赋值  
        t.name = "张三";   
        
          // 调用该员工的printName()方法  
        t.printName(); // name = 张三  
          
          // 调用Teacher类继承来的work()方法  
          t.work();  // 尽心尽力地工作  
    \}  
\}

在上述代码中，Teacher类通过extends关键字继承了Employee类，这样Teacher类便是Employee类的子类。从运行结果不难看出，子类虽然没有定义name属性和work()方法，但是却能访问这两个成员。这就说明，子类在继承父类的时候，会自动拥有父类的成员。

### 继承的好处 ###

1.  提高**代码的复用性**。
2.  类与类之间产生了关系，是**多态的前提**。

## 继承后的特点—成员变量 ##

### 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**。代码如下：

class Fu \{  
    // Fu中的成员变量。  
    int num = 5;  
\}  
class Zi extends Fu \{  
    // Zi中的成员变量  
    int num2 = 6;  
    // Zi中的成员方法  
    public void show() \{  
        // 访问父类中的num，  
        System.out.println("Fu num="+num); // 继承而来，所以直接访问。  
        // 访问子类中的num2  
        System.out.println("Zi num2="+num2);  
    \}  
\}  
class ExtendDemo02 \{  
    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();    
    \}  
\}

### 成员变量重名 ###

如果子类父类中出现**重名**的成员变量，这时的访问是**有影响的**。代码如下：

class Fu \{  
    // Fu中的成员变量。  
    int num = 5;  
\}  
class Zi extends Fu \{  
    // Zi中的成员变量  
    int num = 6;  
    public void show() \{  
        // 访问父类中的num  
        System.out.println("Fu num=" + num);  
        // 访问子类中的num  
        System.out.println("Zi num=" + num);  
    \}  
\}  
class ExtendsDemo03 \{  
    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();   
    \}  
\}

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

子类方法需要修改，代码如下：

class Zi extends Fu \{  
    // Zi中的成员变量  
    int num = 6;  
    public void show() \{  
        //访问父类中的num  
        System.out.println("Fu num=" + super.num);  
        //访问子类中的num  
        System.out.println("Zi num=" + this.num);  
    \}  
\}

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？对！可以在父类中提供公共的getXxx方法和setXxx方法。

## 继承后的特点—成员方法 ##

### 成员方法不重名 ###

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。代码如下：

class Fu\{  
    public void show()\{  
        System.out.println("Fu类中的show方法执行");  
    \}  
\}  
class Zi extends Fu\{  
    public void show2()\{  
        System.out.println("Zi类中的show2方法执行");  
    \}  
\}  
public  class ExtendsDemo04\{  
    public static void main(String\[\] args) \{  
        Zi z = new Zi();  
         //子类中没有show方法，但是可以找到父类方法去执行  
        z.show();   
        z.show2();  
    \}  
\}

### 成员方法重名—重写(Override) ###

如果子类中出现和父类**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，方法名和参数列表都相同），会出现覆盖效果，也称为重写或者复写。**声明不变，重新实现**。

代码如下：

class Fu \{  
    public void show() \{  
        System.out.println("Fu show");  
    \}  
\}  
class Zi extends Fu \{  
    //子类重写了父类的show方法  
    public void show() \{  
        System.out.println("Zi show");  
    \}  
\}  
public class ExtendsDemo05\{  
    public static void main(String\[\] args) \{  
        Zi z = new Zi();  
         // 子类中有show方法，只执行重写后的show方法  
        z.show();  // Zi show  
    \}  
\}

### 重写的应用 ###

子类可以根据需要，定义特定于自己的行为。既沿袭了父类的功能名称，又根据子类的需要重新实现父类方法，从而进行扩展增强。比如新的手机增加来电显示头像的功能，代码如下：

class Phone \{  
    public void sendMessage()\{  
        System.out.println("发短信");  
    \}  
    public void call()\{  
        System.out.println("打电话");  
    \}  
    public void showNum()\{  
        System.out.println("来电显示号码");  
    \}  
\}  
class NewPhone extends Phone \{  
      
    //重写父类的来电显示号码功能，并增加自己的显示姓名和图片功能  
    public void showNum()\{  
        //调用父类已经存在的功能使用super  
        super.showNum();  
        //增加自己特有显示姓名和图片功能  
        System.out.println("显示来电姓名");  
        System.out.println("显示头像");  
    \}  
\}

public class ExtendsDemo06 \{  
    public static void main(String\[\] args) \{  
          // 创建子类对象  
          NewPhone np = new NewPhone()；  
          
        // 调用父类继承而来的方法  
        np.call();  
        
          // 调用子类重写的方法  
          np.showNum();

\}  
\}

这里重写时，用到super.父类成员方法，表示调用父类的成员方法。

### 注意事项 ###

1.  子类方法重写父类方法，必须要保证权限大于等于父类权限。
2.  子类方法重写父类方法，返回值类型、函数名和参数列表都要一模一样。
3.  私有方法不能被重写(父类私有成员子类是不能继承的)

## 继承后的特点—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？

首先我们要回忆两个事情，构造方法的定义格式和作用。

1.  构造方法的名字是与类名一致的。所以子类是无法继承父类构造方法的。
2.  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：

class Fu \{  
  private int n;  
  Fu()\{  
    System.out.println("Fu()");  
  \}  
\}  
class Zi extends Fu \{  
  Zi()\{  
    // super（），调用父类构造方法  
    super();  
    System.out.println("Zi（）");  
  \}    
\}  
public class ExtendsDemo07\{  
  public static void main (String args\[\])\{  
    Zi zi = new Zi();  
  \}  
\}

## 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。

### 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)。

### 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

用法演示，代码如下：

class Animal \{  
    public void eat() \{  
        System.out.println("animal : eat");  
    \}  
\}  
   
class Cat extends Animal \{  
    public void eat() \{  
        System.out.println("cat : eat");  
    \}  
    public void eatTest() \{  
        this.eat();   // this  调用本类的方法  
        super.eat();  // super 调用父类的方法  
    \}  
\}  
   
public class ExtendsDemo08 \{  
    public static void main(String\[\] args) \{  
        Animal a = new Animal();  
        a.eat();  
        Cat c = new Cat();  
        c.eatTest();  
    \}  
\}

访问构造方法

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

子类的每个构造方法中均有默认的super()，调用父类的空参构造。手动调用父类构造会覆盖默认的super()。

super() 和 this() 都必须是在构造方法的第一行，所以不能同时出现

## 继承的特点 ##

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

Java支持多层继承(继承体系)。

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

所有的类都直接或者间接继承了Object类，Object类是所有类的父类。

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