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【Java SE】面向对象三大特性之继承

2年前 (2022) 程序员胖胖胖虎阿
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作者：月亮嚼成星~

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专栏：Java SE基础

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【Java SE】面向对象三大特性之继承

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。

🐳何为继承？

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。

狗：


public class Dog {
    String name;
    int age;
    float weight;

    public void eat() {
        System.out.println(name + "正在吃饭");
    }

    public void sleep() {
        System.out.println(name + "正在睡觉");
    }

    void Bark() {
        System.out.println(name + "汪汪汪~~~");
    }
}

猫： 


public class Cat{
    String name;
    int age;
    float weight;
    public void eat(){
        System.out.println(name + "正在吃饭");
    }
    public void sleep()
    {
        System.out.println(name + "正在睡觉");
    }
    void mew(){
        System.out.println(name + "喵喵喵~~~");
    }
}

在猫和狗中含有相同的字段和行为，同时也可能含有不同的字段和行为，所以我们可以将相同的部分提取出来，然后让猫和狗来继承相同的部分：

【Java SE】面向对象三大特性之继承

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。

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：

//Cat.java
public class Cat extends Animal{

    void mew(){
        System.out.println(name + "喵喵喵~~~");
    }
}
//Dog.java
public class Dog extends Animal{

    void Bark() {
        System.out.println(name + "汪汪汪~~~");
    }
}
//Animal.java
public class Animal {
    String name;
    int age;
    float weight;
    public void eat(){
        System.out.println(name + "正在吃饭");
    }
    public void sleep()
    {
        System.out.println(name + "正在睡觉");
    }
}
//Test.java
public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        Dog dog=new Dog();
        Cat cat=new Cat();
        cat.name="mimi";
        dog.name="wangcai";
        cat.eat();
        dog.eat();
        dog.Bark();
    }
}

【Java SE】面向对象三大特性之继承

 猫和狗的name和eat都是从Animal类中继承下来的。

【Java SE】面向对象三大特性之继承

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。

🐳如何从子类中访问父类成员呢？

🐳1. 子类和父类不存在同名成员变量：

//Car.java
public class Car {
    int a;
    int b;
    String name;

    public void music(){
        System.out.println(name+"正在播放音乐");
    }
}
//BMW.java
public class BMW extends Car{
    int c;
    public void method(){
        a=10;// 访问从父类中继承下来的a
        b=20;// 访问从父类中继承下来的b
        name="aodi";// 访问从父类中继承下来的name
        c=30;// 访问自己的c
    }
}

🐳2. 子类和父类成员变量同名：

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。

//Car.java
public class Car {
    int a;
    int b;
    String name;

    public void music(){
        System.out.println(name+"正在播放音乐");
    }
}
//BMW.java
public class BMW extends Car{
    int b;
    int c;
    public void method(){
        a=10;// 访问从父类中继承下来的a
        b=20;// 访问自己的b
        name="aodi";// 访问从父类中继承下来的name
        c=30;// 访问自己的c
    }
}

注意：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

🐳子类中访问父类的成员方法：

//Car.java
public class Car {
    int a;
    int b;
    String name;

    public void music(){
        System.out.println(name+"正在播放音乐");
    }
}
//BMW.java
public class BMW extends Car{
    int b;
    int c;
    public void A(){
        System.out.println("子类的A行为");
    }
    public void method(){
        a=10;// 访问从父类中继承下来的a
        b=20;// 访问自己的b
        name="aodi";// 访问从父类中继承下来的name
        c=30;// 访问自己的c
        A();//子类的A成员方法
        music();//父类的music方法
    }

}

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。

🐳 成员方法名字相同：

//Car.java

public class Car {
    int a;
    int b;
    String name;

    public void A(){
        System.out.println("父类的A行为");
    }
    public void B(){
        System.out.println("父类的B行为");
    }

    public void getB(){
        System.out.println(b);
    }
    public void music(){
        System.out.println(name+"正在播放音乐");
    }
}




//BMW.java
public class BMW extends Car{
    int b;
    int c;
    public void A(){
        System.out.println("子类的A行为");
    }
    public void B(){
        System.out.println("子类的B行为");
    }
    public void getB(int a,int b){
        this.a=a;
        this.b=b;
    }
    public void method(){
        a=10;// 访问从父类中继承下来的a
        b=20;// 访问自己的b
        name="aodi";// 访问从父类中继承下来的name
        c=30;// 访问自己的c
        A();//子类的A成员方法
        music();//父类的music方法
        B();//访问的子类的B方法
        getB();//访问父类的getB方法
    }

}

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)，根据调用方法适传递的参数选择合适的方法访问，如果没有则报错。

🐳 super关键字：

如果子类中存在与父类中相同的成员时，那如何在子类中访问父类相同名称的成员呢？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。

//Car.java

public class Car {
    int a;
    int b;
    String name;

    public void A(){
        System.out.println("父类的A行为");
    }
    public void B(){
        System.out.println("父类的B行为");
    }

    public void getB(){
        System.out.println(b);
    }
    public void music(){
        System.out.println(name+"正在播放音乐");
    }
}




//BMW.java
public class BMW extends Car{
    int b;
    int c;
    public void A(){
        System.out.println("子类的A行为");
    }
    public void B(){
        System.out.println("子类的B行为");
    }
    public void getB(int a,int b){
        this.a=a;
        this.b=b;
    }
    public void method(){
        a=10;// 访问从父类中继承下来的a
        b=20;// 访问自己的b
        super.b=50;//访问从父类中继承下来的b
        name="aodi";// 访问从父类中继承下来的name
        c=30;// 访问自己的c
        A();//子类的A成员方法
        music();//父类的music方法
        B();//访问的子类的B方法
        super.B();//访问父类的B方法
        getB();//访问父类的getB方法
    }

}

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
注意事项：
1. super和this一样只能在非静态方法中使用
2. super可以在在子类方法中，访问父类的成员变量和方法。

🐳 子类构造方法：

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。

//Car.java
public class Car {
    int a;
    int b;
    String name;

    public Car(){
        System.out.println("基类构造方法");
    }

}

//BMW.java
public class BMW extends Car{
    int b;
    int c;
    public BMW(){
        System.out.println("子类构造方法");
    }


}

//Test.java
public class Test {
    public static void main(String[] args) {
     BMW bmw=new BMW();
    }
}

【Java SE】面向对象三大特性之继承
子类对象中成员是有两部分组成的，基类继承下来的以及子类新增加的部分 。父子肯定是先有父再有子，所以在构造子类对象时候 ，先要调用基类的构造方法，将从基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。

注意：

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，即调用基类构造方法
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

🐳super和this的区别：
【Java SE】面向对象三大特性之继承

🐳 代码块在继承关系中的执行顺序：

//Car.java
public class Car {
    int a;
    int b;
    String name;
    {
        System.out.println("父类实例代码块执行");
    }

    static {
        System.out.println("父类静态代码块执行");
    }
    public Car(){
        System.out.println("基类构造方法执行");
    }

}
//BMW.java
public class BMW extends Car{
    int b;
    int c;
    String name;
    {
        System.out.println("子类实例代码块执行");
    }

    static {
        System.out.println("子类静态代码块执行");
    }
    public BMW(){
        System.out.println("子类构造方法");
    }


}
//Test.java
public class Test {
    public static void main(String[] args) {
     BMW bmw=new BMW();
    }
}

【Java SE】面向对象三大特性之继承
 【Java SE】面向对象三大特性之继承

 当我们第二次实例化对象的时候，我们可以清楚的看到：

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
     BMW bmw=new BMW();
     System.out.println("第二次实例化子类对象：");
     System.out.println("==================================");
     BMW bmw1=new BMW();
    }
}

【Java SE】面向对象三大特性之继承

 通过分析执行结果，得出以下结论：
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

🐳protected 关键字

在封装的那一篇开头介绍了访问控制修饰符：【Java SE】面向对象三大特性之封装

感兴趣的可以再去了解一下。

【Java SE】面向对象三大特性之继承

这边建立了2个不同的包：

其中一个是同一个包中的2个类，另一个类在另一个包中：

【Java SE】面向对象三大特性之继承

首先在同一个包中：

package TestDemo;
//A.java
public class A {
    public int a;
    private int b;
    protected int c;
    int d;
}
//B.java
package TestDemo;

public class B extends A{

public void method(){

    super.a=20;
    super.b=100;
    super.c=30;
    super.d=40;


}

}

 【Java SE】面向对象三大特性之继承

 虽然不能访问，但是也继承了父类的b成员变量。

现在是两个包中的：

package TestDemo;
//A.java

public class A {
    public int a;
    private int b;
    protected int c;
    int d;
}
//C.java
package TestDemo1;

import TestDemo.A;

public class C extends A {
    public void method(){

        super.a=20;
        super.b=100; //编译报错，父类中private成员在不同包子类中不可见
        super.c=30;// 父类中protected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

    }
}

【Java SE】面向对象三大特性之继承
注意：我们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.

🐳继承方式

 继承方式有单继承，多层继承和不同类继承同一个类。

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 

🐳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)
【Java SE】面向对象三大特性之继承
2. 修饰类：表示此类不能被继承
【Java SE】面向对象三大特性之继承
3. 修饰方法：表示该方法不能被重写

🐳重写

当子类对象调用重写的方法时，调用的是子类的方法，而不是父类中被重写的方法。

要想调用父类中被重写的方法，则必须使用关键字 super。

public class Animals {
    public void call(){
        System.out.println("动物叫...");
    }
}


public class Cat extends Animals{
    @Override
    public void call() {
        System.out.println("喵喵喵...");
    }
}


public class Dog extends Animals{
    @Override
    public void call() {
        super.call();
    }
 
    public static void main(String[] args) {
        Animals dog = new Dog();
        dog.call();//动物叫...
        Animals cat = new Cat();
        cat.call();//喵喵喵...
    }
}

🐳继承与组合

继承表示对象之间是is-a的关系，比如：狗是动物，猫是动物
组合表示对象之间是has-a的关系，比如：汽车有发动机，轮胎等等组成

class D{

}
class E{

}
//F由D，E构成（组合）
class F{
    private D d; // 可以复用D的属性和方法
    private E e; // 可以复用E的属性和方法
   
}

组合和继承都可以实现代码复用，应该使用继承还是组合，需要根据应用场景来选择，一般建议：能用组合尽量用组合。

版权声明：程序员胖胖胖虎阿 发表于 2022年10月30日 上午8:16。
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