疯狂Java讲义（五）----第二部分

1.调用父类构造器

子类不会获得父类的构造器，但子类构造器里可以调用父类构造器的初始化代码，类似于前面所介绍的一个构造器调用另一个重载的构造器。
在一个构造器中调用另一个重载的构造器使用this调用来完成,在子类构造器中调用父类构造器使用super 调用来完成。

从上面程序中不难看出，使用super调用和使用this 调用也很像，区别在于super调用的是其父类的构造器，而this调用的是同一个类中重载的构造器。因此，使用super调用父类构造器也必须出现在子类构造器执行体的第一行，所以this 调用和 super 调用不会同时出现（这里指的是的是调用构造启动情况）。

不管是否使用super 调用来执行父类构造器的初始化代码，子类构造器总会调用父类构造器一次。子类构造器调用父类构造器分如下几种情况。

子类构造器执行体的第一行使用super显式调用父类构造器，系统将根据super调用里传入的实参列表调用父类对应的构造器。

子类构造器执行体的第一行代码使用this 显式调用本类中重载的构造器，系统将根据 this调用里传入的实参列表调用本类中的另一个构造器。执行本类中另一个构造器时即会调用父类构造器。

子类构造器执行体中既没有super调用，也没有this调用，系统将会在执行子类构造器之前，隐式调用父类无参数的构造器。

不管上面哪种情况，当调用子类构造器来初始化子类对象时，父类构造器总会在子类构造器之前执行;不仅如此，执行父类构造器时，系统会再次上溯执行其父类构造器……依此类推，创建任何Java对象，最先执行的总是java.lang.Object类的构造器。

如果ClassB显式调用ClassA 的构造器，而该构造器又调用了ClassA类中重载的构造器，则会看到ClassA两个构造器先后执行的情形。

2.多态

Java引用变量有两个类型:一个是编译时类型，一个是运行时类型。编译时类型由声明该变量时使用的类型决定，运行时类型由实际赋给该变量的对象决定。如果编译时类型和运行时类型不一致，就可能出现所谓的多态(Polymorphism)。

因为子类其实是一种特殊的父类，因此 Java 允许把一个子类对象直接赋给一个父类引用变量，无须任何类型转换，或者被称为向上转型(upcasting)，向上转型由系统自动完成。
当把一个子类对象直接赋给父类引用变量时,例如上面的BaseClass ploymophicBc =new SubClass();,，这个ploymophicBc引用变量的编译时类型是BaseClass，而运行时类型是SubClass，当运行时调用该引用变量的方法时，其方法行为总是表现出子类方法的行为特征，而不是父类方法的行为特征，这就可能出现:相同类型的变量、调用同一个方法时呈现出多种不同的行为特征，这就是多态。

上面的main()方法中注释了ploymophicBc.sub();,这行代码会在编译时引发错误。虽然ploymophicBc引用变量实际上确实包含 sub()方法（例如，可以通过反射来执行该方法)，但因为它的编译时类型为BaseClass，因此编译时无法调用sub()方法。

3.instanceof运算符

instanceof运算符的前一个操作数通常是一个引用类型变量，后一个操作数通常是一个类（也可以是接口，可以把接口理解成一种特殊的类)，它用于判断前面的对象是否是后面的类，或者其子类、实现类的实例。如果是，则返回true，否则返回false。

        上面程序通过Object hello = "Hello";代码定义了一个hello变量，这个变量的编译时类型是Object类，但实际类型是String。因为Object类是所有类、接口的父类，因此可以执行hello instanceof String和 hello instanceof Math等。
        但如果使用String a = "Hello";代码定义的变量a，就不能执行 a instanceof Math，因为a的编译类型是String，String类型既不是Math类型，也不是Math类型的父类，所以这行代码编译就会出错。
        instanceof运算符的作用是:在进行强制类型转换之前，首先判断前一个对象是否是后一个类的实例，是否可以成功转换，从而保证代码更加健壮。
        instanceof和(type)是Java提供的两个相关的运算符，通常先用instanceof判断一个对象是否可以强制类型转换，然后再使用(type)运算符进行强制类型转换，从而保证程序不会出现错误。

4.继承与组合

（1）利用继承实现复用：

        子类扩展父类时，子类可以从父类继承得到成员变量和方法，如果访问权限允许，子类可以直接访问父类的成员变量和方法，相当于子类可以直接复用父类的成员变量和方法，确实非常方便。
        继承带来了高度复用的同时，也带来了一个严重的问题:继承严重地破坏了父类的封装性。前面介绍封装时提到:每个类都应该封装它内部信息和实现细节，而只暴露必要的方法给其他类使用。但在继承关系中，子类可以直接访问父类的成员变量（内部信息）和方法，从而造成子类和父类的严重耦合。

使用继承的注意点：

         当系统试图创建Sub对象时，同样会先执行其父类构造器，如果父类构造器调用了被其子类重写的方法，则变成调用被子类重写后的方法。当创建Sub对象时，会先执行Base类中的Base构造器，而Base构造器中调用了test()方法——并不是调用①号test()方法，而是调用②号test()方法，此时Sub对象的name 实例变量是null，因此将引发空指针异常。
        如果想把某些类设置成最终类，即不能被当成父类，则可以使用final修饰这个类，例如JDK提供的java.lang.String类和java.lang.System类。除此之外，使用private修饰这个类的所有构造器，从而保证子类无法调用该类的构造器，也就无法继承该类。对于把所有的构造器都使用private 修饰的父类而言，可另外提供一个静态方法，用于创建该类的实例。

到底何时需要从父类派生新的子类呢?不仅需要保证子类是一种特殊的父类,而且需要具备以下两个条件之一。

子类需要额外增加属性,而不仅仅是属性值的改变。例如从Person类派生出Student子类, Person类里没有提供 grade(年级)属性,而Student类需要grade属性来保存Student对象就读的年级，这种父类到子类的派生，就符合Java继承的前提。

子类需要增加自己独有的行为方式(包括增加新的方法或重写父类的方法)。例如从Person 类派生出Teacher类，其中Teacher类需要增加一个teaching()方法，该方法用于描述Teacher对象独有的行为方式:教学。

（2）利用组合实现复用：

如果需要复用一个类，除把这个类当成基类来继承之外，还可以把该类当成另一个类的组合成分，从而允许新类直接复用该类的public方法。不管是继承还是组合，都允许在新类(对于继承就是子类)中直接复用旧类的方法。

对于继承而言，子类可以直接获得父类的public方法，程序使用子类时，将可以直接访问该子类从父类那里继承到的方法;而组合则是把旧类对象作为新类的成员变量组合进来，用以实现新类的功能，用户看到的是新类的方法，而不能看到被组合对象的方法。因此,通常需要在新类里使用private修饰被组合的旧类对象。

对于上面定义的三个类:Animal、Wolf和Bird，它们对应的UML图如图5.20所示。
从图5.20中可以看出，此时的Wolf 对象和Bird对象由Animal 对象组合而成，因此在上面程序中创建Wolf对象和 Bird对象之前先创建Animal对象,并利用这个Animal对象来创建Wolf对象和 Bird对象。运行该程序时，可以看到与前面程序相同的执行结果。

到底该用继承?还是该用组合呢?继承是对已有的类做一番改造，以此获得一个特殊的版本。简而言之，就是将一个较为抽象的类改造成能适用于某些特定需求的类。因此，对于上面的Wolf和 Animal的关系，使用继承更能表达其现实意义。用一个动物来合成一匹狼毫无意义:狼并不是由动物组成的。反之，如果两个类之间有明确的整体、部分的关系，例如Person类需要复用Arm类的方法(Person对象由Arm对象组合而成)，此时就应该采用组合关系来实现复用，把Arm作为Person类的组合成员变量，借助于Arm的方法来实现Person的方法，这是一个不错的选择。
总之，继承要表达的是一种“是(is-a)”的关系，而组合表达的是“有 ( has-a)”的关系。

5.使用初始化块

初始化块是Java类里可出现的第4种成员（前面依次有成员变量、方法和构造器)，一个类里可以有多个初始化块，相同类型的初始化块之间有顺序:前面定义的初始化块先执行，后面定义的初始化块后执行。初始化块的语法格式如下:

初始化块的修饰符只能是static，使用static修饰的初始化块被称为静态初始化块。初始化块里的代码可以包含任何可执行性语句,包括定义局部变量、调用其他对象的方法,以及使用分支、循环语句等。

初始化块虽然也是Java类的一种成员，但它没有名字，也就没有标识，因此无法通过类、对象来调用初始化块。初始化块只在创建Java对象时隐式执行，而且在执行构造器之前执行。

从图5.21中可以看出，如果两个构造器中有相同的初始化代码，且这些初始化代码无须接收参数，就可以把它们放在初始化块中定义。通过把多个构造器中的相同代码提取到初始化块中定义，能更好地提高初始化代码的复用，提高整个应用的可维护性。

6.静态初始化块

如果定义初始化块时使用了static修饰符，则这个初始化块就变成了静态初始化块，也被称为类初始化块（普通初始化块负责对对象执行初始化，类初始化块则负责对类进行初始化)。静态初始化块是类相关的，系统将在类初始化阶段执行静态初始化块，而不是在创建对象时才执行。因此静态初始化块总是比普通初始化块先执行。
静态初始化块是类相关的，用于对整个类进行初始化处理，通常用于对类变量执行初始化处理。静态初始化块不能对实例变量进行初始化处理。

        下面程序创建了三个类: Root、Mid和 Leaf，这三个类都提供了静态初始化块和普通初始化块，而且Mid类里还使用this调用重载的构造器，而Leaf使用super显式调用其父类指定的构造器。

输出结果：

         从图5.23来看，第一次创建一个Leaf对象时，因为系统中还不存在 Leaf类，因此需要先加载并初始化Leaf类，初始化Leaf类时会先执行其顶层父类的静态初始化块，再执行其直接父类的静态初始化块，最后才执行Leaf本身的静态初始化块。
        一旦Leaf类初始化成功后，Leaf类在该虚拟机里将一直存在，因此当第二次创建Leaf实例时无须再次对Leaf类进行初始化。
        普通初始化块和构造器的执行顺序与前面介绍的一致，每次创建一个Leaf对象时，都需要先执行最顶层父类的初始化块、构造器，然后执行其父类的初始化块、构造器……最后才执行Leaf类的初始化块和构造器。