【Java0基础学Java第八颗】 -- 继承与多态 -- 继承

news2024/11/26 12:18:46

8.继承与多态

  • 8.1 继承
    • 8.1.1 为什么需要继承
    • 8.1.2 继承概念
    • 8.1.3 继承的语法
    • 8.1.4 super关键字
    • 8.1.5 父类成员访问
      • 子类中访问父类的成员变量
      • 子类中访问父类的成员方法
    • 8.1.6 子类构造方法
    • 8.1.7 super和this
    • 8.1.8 再谈初始化
    • 8.1.9 protected 关键字
      • 同一包中同一类
      • 同一包中不同的类
      • 不同包中的子类
    • 8.1.10 继承方式
      • 8.1.11 final关键字
    • 8.1.12 继承与组合

8.1 继承

8.1.1 为什么需要继承

Java中使用类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。
比如：狗和猫，它们都是一个动物。

class Dog {

    public String color;
    public String name;
    public int age;

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

    public void barks() {
        System.out.println(this.name + "正在叫。。。");
    }
}

class Cat {
    public String name;
    public int age;

    public void eat() {
        System.out.println(this.name+ "正在吃。。。");
    }
    
    public void miaomiao() {
        System.out.println(this.name+" 正在喵喵。。。");
    }
}

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        Dog dog = new Dog();
        dog.name = "旺财";
        dog.eat();
        dog.barks();

        Cat cat = new Cat();
        cat.name = "小咪咪";
        cat.eat();
        cat.miaomiao();
    }
}

在上面狗类和猫类，存在name，age，还有eat方法重复，而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。

8.1.2 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。
比如：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。

8.1.3 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，具体如下：

修饰符 class 子类 extends 父类 {
	// ...
}

在这里插入图片描述

class Animal {
    public String name;
    public int age;

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


class Dog extends Animal{

    public String color;

    public void barks() {
        System.out.println(this.name + "正在叫。。。");
    }
}

class Cat extends Animal{
    public void miaomiao() {
        System.out.println(this.name+" 正在喵喵。。。");
    }
}

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        Dog dog = new Dog();
        dog.name = "旺财";
        dog.eat();
        dog.barks();

        Cat cat = new Cat();
        cat.name = "小咪咪";
        cat.eat();
        cat.miaomiao();
    }
}

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

8.1.4 super关键字

由于设计不好，或者因场景需要，子类和父类中可能会存在相同名称的成员，如果要在子类方法中访问父类同名成员时，该如何操作？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。
在这里插入图片描述1.super表示的是 从父类继承过来的数据的引用。
2.super的出现 ，极大的提高了代码的可读性。

注意：

  1. 不能出现在static方法当中
  2. 在子类方法中，访问父类的成员变量和方法

8.1.5 父类成员访问

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
  2. 子类和父类成员变量同名 - 使用super.成员

在这里插入图片描述

class base {
    public int a = 1;
    public int b = 2;
}

class Derive extends base {
    public int a = 10;
    public int c = 3;
    public void method() {
        // 优先访问子类的  子类没有 访问父类的
        System.out.println(this.a); //子类和父类都有  优先访问子类的
        System.out.println(super.a); //如果想要访问父类继承下来的  使用super.
        System.out.println(this.b); //访问子类的
        System.out.println(super.b); //访问从父类继承下来的
        System.out.println(this.c); //访问子类自己的
    }
}


public class Test2 {
    public static void main(String[] args) {
        Derive derive = new Derive();
        derive.method();
    }
}

注意：

  • 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。如果想要访问父类，通过super.来访问。

子类中访问父类的成员方法

  1. 成员方法名字不同
  • 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。
  1. 成员方法名字相同
  • 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；
  • 同名也可以使用super.方法来调用父类的方法
class base {
    public int a = 1;
    public int b = 2;

    public void test() {
        System.out.println("Base::test");
    }
}

class Derive extends base {
    public int a = 10;
    public int c = 3;

    public void test() {
        System.out.println("Derive::test()");
    }

    public void test2() {
        System.out.println("Derive::test2()");
    }

    public void test(int a) {
        System.out.println(a);
    }

    public void method() {
        test(); //优先访问子类自己的test
        super.test(); // 访问父类的
        test2();
        test(10);

        /*// 优先访问子类的  子类没有 访问父类的
        System.out.println(this.a); //子类和父类都有  优先访问子类的
        System.out.println(super.a); //如果想要访问父类继承下来的  使用super.
        System.out.println(this.b); //访问子类的
        System.out.println(super.b); //访问从父类继承下来的
        System.out.println(this.c); //访问子类自己的*/
    }
}


public class Test2 {
    public static void main(String[] args) {
        Derive derive = new Derive();
        derive.method();
    }
}

8.1.6 子类构造方法

子类继承了父类之后 一定先帮助父类进行成员的初始化 – 》 使用构造方法进行初始化。
在这里插入图片描述

产生子类对象的时候， 父类的成员就要初始化好。
不然就会编译报错如下：
在这里插入图片描述

class Animal {
    public String name;
    public int age;

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

    public Animal(String name, int age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
    }
}

class Dog extends Animal{

    public String color;

    public Dog(String name,int age,String color) {
        // 调用父类的 带有2个参数的构造方法 来初始化父类当中成员
        // 必须在第一行 所以super()和this() 是不能同时存在的

        super(name,age);
        this.color = color;
    }

    public void barks() {
        System.out.println(this.name + "正在叫。。。");
    }
}

class Cat extends Animal{
    public Cat() {
        super("咪咪",10);
    }

    public void miaomiao() {
        System.out.println(this.name+" 正在喵喵。。。");
    }
}

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        Dog dog = new Dog("旺财",10,"白色");
        dog.eat();

        Cat cat = new Cat();
        cat.eat();

    }
}

在子类构造方法中，并没有写任何关于基类构造的代码，但是在构造子类对象时，先执行基类的构造方法，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，基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

8.1.7 super和this

super和this都可以在成员方法中用来访问：成员变量和调用其他的成员函数，都可以作为构造方法的第一条语句，那他们之间有什么区别呢？
【相同点】

  1. 都是Java中的关键字
  2. 只能在类的非静态方法中使用，用来访问非静态成员方法和字段
  3. 在构造方法中调用时，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

在这里插入图片描述

  1. 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
  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，两种调用不能同时在构造方法中出现
  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

8.1.8 再谈初始化

实例代码块和静态代码块。在没有继承关系时的执行顺序。

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("bit",10);
		System.out.println("============================");
		Person person2 = new Person("gaobo",20);
	}
}

运行结果：
在这里插入图片描述
注意：

  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

在继承的代码里：

class Animal {
    public String name;
    public int age;

    static {
        System.out.println("Animal::static{}静态代码块");
    }

    {
        System.out.println("Animal:: { }实列代码块");
    }

    public Animal(String name, int age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
        System.out.println("Animal String name, int age 构造方法代码块");
    }
    public void eat() {
        System.out.println(this.name + "正在吃。。。。");
    }
}

class Dog extends Animal{

    public String color;
    static {
        System.out.println("Dog::static{}静态代码块");
    }

    {
        System.out.println("Dog:: { }实列代码块");
    }

    public Dog(String name,int age,String color) {
        // 调用父类的 带有2个参数的构造方法 来初始化父类当中成员
        // 必须在第一行 所以super()和this() 是不能同时存在的
        super(name,age);
        this.color = color;
        System.out.println("Dog String name, int age 构造方法代码块");
    }

    public void barks() {
        System.out.println(this.name + "正在叫。。。");
    }
}

class Cat extends Animal{
    public Cat() {
        super("咪咪",10);
    }

    public void miaomiao() {
        System.out.println(this.name+" 正在喵喵。。。");
    }
}

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        Dog dog = new Dog("旺财",10,"白色");
        System.out.println("=========");
        Dog dog1 = new Dog("旺财",10,"白色");
    }
}

在这里插入图片描述

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

8.1.9 protected 关键字

在这里插入图片描述

在类和对象章节中，为了实现封装特性，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。

同一包中同一类

package demo1;
//同一包中同一类
public class TestDemo1 {
    protected int a;

    public static void main(String[] args) {
        TestDemo1 testDemo1 = new TestDemo1();
        System.out.println(testDemo1.a);
    }
}
// 结果为0

同一包中不同的类

package demo1;
//同一包中不同的类
public class TestDemo2 {
    public static void main(String[] args) {
        TestDemo1 testDemo1 = new TestDemo1();
        System.out.println(testDemo1.a);
    }
}
// 结果为0

不同包中的子类

package demo2;

import demo1.TestDemo1;
// 不同包中的子类  使用super访问
public class Test extends TestDemo1 {
    public void func() {
/*        TestDemo1 testDemo1 = new TestDemo1();
        System.out.println(testDemo1.a);*/
        System.out.println(super.a);
    }
    public static void main(String[] args) {

    }
}
// 结果为0

另外在不同包中的非子类不能访问。

8.1.10 继承方式

在Java当中支持的继承方式：
在这里插入图片描述

8.1.11 final关键字

1.修饰变量或者字段，表示常量（不能被修改）

        final int a = 10; //常量  不能再修改了
        //a = 20;
        System.out.println(a);

2.修饰类：表示该类不能被继承
在这里插入图片描述3.final还可以修饰方法，代表当前方法不能被重写

8.1.12 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：学校
学校和其学生、老师等的关系就应该是组合，因为学校是有这些部分组成的。

class Student2 {

}
class Teacher {

}
class School {
    public Student2[] student2s = new Student2[10];
    public Teacher[] teachers = new Teacher[5];
    
}

public class TestPart {
}

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。

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