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1、前言
本次blog我们介绍Java的第二板斧头,继承与多态,那么什么是继承,什么又是多态,他俩又会擦出怎样的火花呢,相信看完这次的blog你就会有答案了,因为涉及的知识点较多,所以继承与多态我们放在两次blog中来讲解。
2、继承
2.1 为什么要继承
Java中使用类和对象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。
- 我们看下面这个例子
class Dog{
String name;
int age;
public void eat(){
System.out.println(name + "正在吃饭");
}
void Bark(){
System.out.println(name + "汪汪汪~~~");
}
}
class Cat{
String name;
int age;
public void eat(){
System.out.println(name + "正在吃饭");
}
void mew(){
System.out.println(name + "喵喵喵~~~");
}
}
- 分别定义了猫类和狗类,我们发现他们类当中的成员变量以及成员方法有很多是一模一样,如下图所示,红色框出的即为相同的。
- 那么我们能否给出一个类,专门用来存放这些共同的属性呢?
- Java中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。
2.2 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的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。
- 所以我们定义了一种Animal的类,来存储Dog和Cat类中的共性属性,我们将Animal叫做父类、基类或超类;将Dog和Cat的类叫做Animal的子类或者派生类,子类与父类直接就是所谓的继承关系。
- 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。
- 从继承概念中可以看出继承最大的作用就是:实现代码复用,实现多态的形式。
2.3 继承语法
- 在Java中如果要表示类之间的继承关系,需要借助extends关键字,形式如下:
修饰符 class 子类 extends 父类 {
// ...
}
- 在如下代码中,Dog和Cat类都继承了父类Animal,所以父类中的name,age,和eat成员变量以及方法也都继承过来了,所以在main函数中,dog对象可以访问这些父类的方法和成员变量。
class Animal{
private String name;
private int age;
public void eat(){
System.out.println(name +" 正在吃饭!(Animal)");
}
// Dog.java
class Dog extends Animal{
void bark(){
System.out.println(name + "汪汪汪~~~");
}
}
// Cat.Java
public class Cat extends Animal{
void mew(){
System.out.println(name + "喵喵喵~~~");
}
}
public class TestExtend {
public static void main(String[] args) {
Dog dog = new Dog();
// dog类中并没有定义任何成员变量,name和age属性肯定是从父类Animal中继承下来的
System.out.println(dog.name);
System.out.println(dog.age);
// dog访问的eat()和sleep()方法也是从Animal中继承下来的
dog.eat();
dog.bark();
}
}
- 注意:
- 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;
- 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。
2.4 父类成员访问
以下讨论都是基于此代码,其中Base是父类,Derived是子类,子类继承了父类中的属性。
class Base {
public int a=1;
public int b=2;
public void methodA() {
System.out.println("Base::methodA()");
}
public void methodB() {
System.out.println("Base::methodB()");
}
}
class Derived extends Base {
public int c=3;
public int d=4;
public void methodA(int val) {
System.out.println("Base::methodA(int)"+val);
}
public void methodB() {
System.out.println("Derived::methodB()");
}
public void test() {
methodA();
methodA(10);
super.methodB();
/*System.out.println(this.a);
System.out.println(this.b);
System.out.println(this.d);
System.out.println("访问父类的a: "+super.a);*/
}
}
public class Test2 {
public static void main(String[] args) {
Derived derived = new Derived();
derived.test();
}
}
2.4.1 子类中访问父类的成员变量
1、子类和父类不存在同名成员变量
- 子类和父类不存在同名的变量,可以直接访问到子类或者父类的成员
- 其中a、b是父类继承下来的,c、d是子类自己独有的,下面的图方便理解。
2、子类和父类成员变量同名
- 用super.a来调用父类Base的a,否则就是优先调用自己Derived类的a。
class Base {
public int a=1;
public int b=2;
public void methodA() {
System.out.println("Base::methodA()");
}
public void methodB() {
System.out.println("Base::methodB()");
}
}
class Derived extends Base {
public int a=3;
public int d=4;
}
3、总结
- 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。
2.4.2 子类中访问父类的成员方法
1、成员方法名字不同
public class Base {
public void methodA(){
System.out.println("Base中的methodA()");
}
}
public class Derived extends Base{
public void methodB(){
System.out.println("Derived中的methodB()方法");
}
public void methodC(){
methodB(); // 访问子类自己的methodB()
methodA(); // 访问父类继承的methodA()
// methodD(); // 编译失败,在整个继承体系中没有发现方法methodD()
}
- 总结:成员方法没有同名时,在子类方法中或者通过子类对象访问方法时,则优先访问自己的,自己没有时再到父类中找,如果父类中也没有则报错。
2、成员方法名字相同
(1)如果两个方法的名字相同,形参数不同,也就是方法的重载(可以不在一个类中),那么看你调用的时候的传参是什么,来调用子类或者父类;
(2)
- 如果两个方法什么都是一模一样,优先调用子类(对父类的重写),如果在子类中非要访问父类的方法,用super.方法名即可
- super只能在子类中访问父类这一层关系,父类的父类不能进行访问。
- 总结 :
- 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),根据调用方法传递的参数选择合适的方法访问,如果没有则报错。
2.5 super关键字
2.5.1 访问父类的同名成员
在上面的例子中已经说过,如果想访问同名的父类成员,就要使用到super.父类成员名这样的方法
2.5.2 访问父类的同名方法
上面的例子中已经提到,想要在子类中访问父类的同名方法,用super.父类的方法名即可
2.5.3 子类的构造方法
1、若父类显式定义无参或者默认(没有显示定义构造方法)的构造方法,在子类构造方法第一行默认有隐含的super()调用,即调用父类的构造方法
2、如果父类构造方法是带有参数的,此时编译器不会再给子类生成默认的构造方法,此时在子类中,第一步就要构造父类super(括号中的参数要与父类保持一致),否则会报错。
3、注意:
- 在子类构造方法中,并没有写任何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,因为:子类对象中成员是有两部分组成的,父类继承下来的以及子类新增加的部分 。
- 父子父子,肯定是先有父再有子,所以在构造子类对象时候 ,先要调用父类的构造方法,将从父类继承下来的成员构造完整,然后再调用子类自己的构造方法,将子类自己新增加的成员初始化完整 。
2.5.4 super和this
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,super和this不能在构造方法中同时存在,否则会报错;
3、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。
2.6 继承的初始化
1、我们在代码块blog中,讲到了代码的执行顺序是:静态代码块优先执行并且只会执行一次,其次是实例代码块,最后是构造方法,这里附一下图
2、那么在继承关系中,我们代码的执行顺序是什么呢?我们请看如下代码:
class Animal {
public String name;
public int age;
static {
System.out.println("Animal的静态代码块!");
}
{
System.out.println("Animal的实例代码块!");
}
public Animal() {
System.out.println("Animal不带参数的构造方法!");
}
}
class Dog extends Animal{
public float weight;
static {
System.out.println("Dog的静态代码块!");
}
{
System.out.println("Dog的实例代码块!");
}
public Dog() {
super();
System.out.println("Dog不带参数的构造方法!");
}
}
public class Test {
public static void main(String[] args) {
Dog dog = new Dog();
System.out.println("==================");
Dog dog2 = new Dog();
}
}
- 如果建立了对象的前提下,代码的执行顺序是:
- 父类的静态代码块(执行一次)->子类的静态代码块(执行一次)->父类的实例代码块->父类的构造方法->子类的实例代码块->子类的构造方法
- 如果有第二个对象的话,那么静态代码块不会执行,接下来的步骤一样
- 以上代码的执行结果为:
Animal的静态代码块!
Dog的静态代码块!
Animal的实例代码块!
Animal的不带参数的构造方法!
Dog的实例代码块!
Dog的不带参数的构造方法!
===========================
Animal的实例代码块!
Animal的不带参数的构造方法!
Dog的实例代码块!
Dog的不带参数的构造方法!
2.7 protected 关键字
在类与对象中,我们遗留了一个protected关键字还没有说,因为这里面涉及到了继承,这里面我们详细介绍一下。
序号 | 范围 | private | default | protected | public |
1 | 同一包中的同一类 | √ | √ | √ | √ |
2 | 同一包中的不同类 | √ | √ | √ | |
3 | 不同包中的子类 | √ | √ | ||
4 | 不同包中的非子类 | √ |
1、在demo1这个包中定义一个类Test,其中有一个protected修饰的成员a。
2、在同一个包的不同类Test2中,用创建对象的方式就能访问到,不能用super,因为不是父类和子类的关系。
3、在不同包的子类中,通过super.a的方式能访问到,不能通过创建对象的方式访问
2.8 继承方式
- Java中只支持以下几种继承方式
- 注意:Java中不支持多继承。
- 即便Java的语法上可以无限制的继承下去,但是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。
- 如果想从语法上进行限制继承, 就可以使用 final 关键字。
2.9 final 关键字
final关键可以用来修饰变量、成员方法以及类。
1.、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
2、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
3、String这个类,不能被继承了,因为在底层是用final修饰的,所以不能再继承了。
4. 修饰方法:表示该方法不能被重写(重写的概念在多态的blog中进行介绍)
3、结语
至此,继承与多态中的继承我们已经全部讲完了,因为知识点过多,多态的部分在下个blog中,欢迎大家持续关注呦