面向对象的三大特性之——继承

2年前 (2022) 程序员胖胖胖虎阿

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1.继承

1.1为什么要继承？

1.2继承的概念

1.3 继承的语法

1.4 父类成员访问

1.4.1 子类中访问父类的成员变量

1.4.2 子类中访问父类的成员方法

1.5 super关键字

1.6 子类构造方法

1.7super和this

1.8继承关系上的执行顺序

1.9protected 关键字

1.11 final 关键字

1.12 继承与组合

1.继承

1.1为什么要继承？

java中使用类对现实世界中实体进行描述，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。但是现实世界一些事物可能存在关联，在设计程序时就需要考虑。

比如：猫和狗都是动物。

创建一个狗类：

//狗类
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");
    }
    public void Bark(){
        System.out.println(name+"汪汪汪");
    }
}

创建一个猫类

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");
    }
    public void mew(){
        System.out.println(name+"喵喵喵");
    }
}

面向对象的三大特性之——继承

我们会发现上述创建的狗类和猫类有很多相同的地方：它们都有名字，年龄，都会吃饭睡觉等等。我们能否将这些共性给抽取出来，实现代码的复用呢？

1.2继承的概念

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，称子类（派生类）。

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

面向对象的三大特性之——继承

Dog
和
Cat
都继承了
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。

1.3 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

写一个Animal类作为父类：

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");
    }
}

重写狗类：

public class Dog extends Animal {
    public void Bark(){
        System.out.println(name+"汪汪汪");
    }
}

重写猫类：

public class Cat extends Animal {
    public void mew(){
        System.out.println(name+"喵喵喵");
    }
}

可以发现我们重新写的狗类和猫类节省了大量的代码。

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

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

1.4 父类成员访问

1.4.1 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

public class Base {
    int a;
    int b;
}
public class Derived extends Base{
        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
        c = 30; // 访问子类自己的c
     } 
}

2. 子类和父类成员变量同名

在子类方法中或者通过子类对象访问成员时：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
。

public class Base { 
    int a; 
    int b; 
    int c; 
}
public class Derived extends Base {
    int a; // 与父类中成员a同名，且类型相同
    char b; // 与父类中成员b同名，但类型不同

    public void method() {
        a = 100; // 就近，访问子类自己的a
        b = 101; // 就近原则访问子类自己的b
        c = 102; // 子类没有c，访问的肯定是从父类继承下来的c 
        d = 103; // 编译失败，因为父类和子类都没有定义成员变量b
    }
}

1.4.2 子类中访问父类的成员方法

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。

通过子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；

public class Base {
    public void methodA(){
        System.out.println("Base中的methodA()"); 
    }
    public void methodB(){
        System.out.println("Base中的methodB()");
    }
}
public class Derived extends Base{
    public void methodA(int a) { 
        System.out.println("Derived中的method(int)方法");
    }
    public void methodB(){ 
        System.out.println("Derived中的methodB()方法"); 
    }
    public void methodC(){
        methodA(); // 没有传参，访问父类中的methodA()
        methodA(20); // 传递int参数，访问子类中的methodA(int)
        methodB(); // 直接访问，则永远访问到的都是子类中的methodB()，父类的无法访问到 
    }
}

1.5 super关键字

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

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
。

父类：

public class Base {
    int a;
    int b;
    public void methodA(){
        System.out.println("Base中的methodA()");
    }
    public void methodB(){
        System.out.println("Base中的methodB()");
    }
}

子类：

public class Derived extends Base {
    int a;
    // 与父类中成员变量同名且类型相同
    char b; // 与父类中成员变量同名但类型不同 

    // 与父类中methodA()构成重载
    public void methodA(int a) {
        System.out.println("Derived中的method()方法");
    }
    // 与基类中methodB()构成重写

    public void methodB() {
        System.out.println("Derived中的methodB()方法");
    }

    public void methodC() { // 对于同名的成员变量，直接访问时，访问的都是子类的
        a = 100; // 等价于： this.a = 100; 
        b = 101; // 等价于： this.b = 101; 
        // 注意：this是当前对象的引用 // 访问父类的成员变量时，需要借助super关键字 
        // super是获取到子类对象中从基类继承下来的部分
        super.a = 200;
        super.b = 201; 
        // 父类和子类中构成重载的方法，直接可以通过参数列表区分清访问父类还是子类方法
        methodA(); // 没有传参，访问父类中的methodA()
        methodA(20); // 传递int参数，访问子类中的methodA(int) // 如果在子类中要访问重写的基类方法，则需要借助super关键字
        methodB(); // 直接访问，则永远访问到的都是子类中的methodA()，基类的无法访问到 
        super.methodB(); // 访问父类的methodB() 
    }
}

1.6 子类构造方法

子类对象构造时，需要先调用父类构造方法，然后执行子类的构造方法。

父类

public class Base {
    public Base(){ 
        System.out.println("Base()");
    }
}

子类

public class Derived extends Base{
    public Derived() {
        // super();
        // 注意子类构造方法中默认会调用基类的无参构造方法：super(),
        // 用户没有写时,编译器会自动添加，而且super()必须是子类构造方法中第一条语句，
        // 并且只能出现一次
       System.out.println("Derived()");
    }
}

运行结果：

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        Derived d = new Derived();
    }
}

面向对象的三大特性之——继承

先调用了public Base,后调用了Derived

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。

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
。

this()和super()不能同时出现

面向对象的三大特性之——继承

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。

1.7super和this

相同点：

1.都是java中的关键字

2.只能在非静态方法中使用，必须是构造方法中的第一条语句，并且不能同时存在

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. 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

初始化

代码执行顺序：

1. 静态代码块先执行，并且只执行一次，在类加载阶段执行

2. 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

class Person {
    public String name;
    public int age;
    public Person(String name, int age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
        System.out.println("构造方法执行");
    }
    {
        System.out.println("实例代码块执行");
    }
    static {
        System.out.println("静态代码块执行");
    }
}
public class TestDemo {
    public static void main(String[] args) { 
        Person person1 = new Person("zhangsan",10); 
        System.out.println("============================");
        Person person2 = new Person("lisi",20); 
    }
}

面向对象的三大特性之——继承

1.8继承关系上的执行顺序

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

class Student extends Person{
    public Student(String name,int age) {
        super(name,age);
        System.out.println("Student：构造方法执行");
    }
    {
        System.out.println("Student：实例代码块执行");
    }
    static {
        System.out.println("Student：静态代码块执行");
    }
}
public class TestDemo2 {
    public static void main(String[] args) {
        Student student1 = new Student("张三", 19);
        System.out.println("===========================");
        Student student2 = new Student("李四", 20);
    }
}

执行结果：

面向对象的三大特性之——继承

1.9protected 关键字

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。

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？

extend01包中

// extend01包中
public class B {
    private int a;
    protected int b;
    public int c;
    int d;
}

extend01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
    }
}

extend02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
     }
}

extend02中的非子类

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        C c = new C();
        c.c = 10;// 父类中public成员在不同包其他类中可以直接访问
        c.d = 20;// 报错：父类中protected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

1.11 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

3.
修饰方法：表示该方法不能被重写

1.12 继承与组合

和继承类似
,
组合也是一种表达类之间关系的方式
,
也是能够达到代码重用的效果。组合并没有涉及到特殊的语法 (诸如
extends
这样的关键字
),
仅仅是将一个类的实例作为另外一个类的字段。

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：汽车有轮胎，发动机，和车载系统等

// 轮胎类
class Tire{
    // ...
}
// 发动机类
class Engine{
    // ...
}
// 车载系统类
class VehicleSystem{ 
    // ...
}
class Car{
    private Tire tire; // 可以复用轮胎中的属性和方法
    private Engine engine; // 可以复用发动机中的属性和方法
    private VehicleSystem vs; // 可以复用车载系统中的属性和方法 
    // ...
}
// 奔驰是汽车
class Benz extend Car{
 // 将汽车中包含的：轮胎、发送机、车载系统全部继承下来 
}

版权声明：程序员胖胖胖虎阿发表于 2022年10月31日下午7:00。
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