1 继承

1.1为什么需要继承

1.2 继承概念

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

1.7 super和this

1.7.1 this

1.7.2 super和this

1.8 再谈初始化

1.9 继承方式

1.10 继承与组合

2 多态

2.1 多态的概念

2.2 多态实现条件

2.3 重写

2.4 向上转移和向下转型

2.4.1 向上转型

2.4.2 向下转型

2.5 多态的优缺点

2.6 避免在构造方法中调用重写的方法

1 继承

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

那我们在对猫和狗的各种动作进行描述时，利用Java,就会设计出这样的代码

发现了吗，这里面有很多重复的地方

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。（共性的抽取，达到代码的复用）

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。
例如：上面的代码，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

图解：

上述图示中，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

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

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{

}

实操：（将上面的代码用继承方法重新设计）

上面的代码：

重新设计的：

然后我们测试一下：

运行：

注意：1.没有赋值的话，默认放null或0

2.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
3. 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

1.4 父类成员访问

在继承体系中，子类将父类中的方法和字段继承下来了，那在子类中如何访问父类中继承下来的成员呢？

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

2. 子类和父类成员变量同名

总结：由上诉可知

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（与类型无关，同名都先访问自己），则优先访问自己的

1.4.2 子类中访问父类的成员方法

1. 成员方法名字不同

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

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)，根据调用方法传递的参数选择合适的方法访问，如果没有则报错；

1.5 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，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。

public class Base {
    int a;
    int b;
    public void methodA(){
        System.out.println("Base中的methodA方法");
    }
    public void methodB() {
        System.out.println("Base中的methodB方法");
    }
}
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
    //与父类中的methodA构成重载
    public void methodA(int a){
        System.out.println("Derived中的methodA方法");
    }
    //与父类中的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 = 10;//相当于 this.a = 10
        b = '1';//相当于 this.b = '1'
        
        // 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 = 3;
        super.b = 4;
        // 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(); // 访问基类的methodB()
    }
}

简单来说就是，想要明确访问父类中的成员，要使用 super 关键字

注意：

super只能在非静态方法中使用
super是在子类方法中，访问父类的成员变量和方法。

ps：那super和this的区别是什么？

this可以访问父类，也可以访问子类
this优先访问子类（有同名时）
super只能访问从父类继承下来的成员变量
当前类使用了super,那当前类一定是子类

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。

当子类继承了父类之后，一定要先帮助父类构造他的构造方法，然后再构造子类自己的构造方法（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）
父类的构造方法只能在子类中调用

代码演示：

初学小贴士：构造方法不需要通过d.来访问，只要实例化对象就行 😀

（当调用完相应的构造方法之后，实例化对象才产生，也就是说你创建对象的时候即使不写构造方法,也会有一个默认的空构造方法）

注意：

子类构造方法中默认会调用父类的无参构造方法：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,并且不能和this（）同时出现
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。

代码演示：

父类的构造方法有参数，子类没有，编译失败，如何做看下面吧

在调用构造方法时，super(..)与this（）不能同时出现，因为他们俩都只能在第一行

1.7 super和this

1.7.1 this

再说super和this之前我先来介绍一下this

this引用用在形参名不小心与成员变量名相同时

那函数体中到底是谁给谁赋值？形参给成员变量？还是成员变量给形参？傻傻分不清楚😵😵😵

看看这样会打印出什么？

这不是我们想要的，这时候就要用this了，

我们可以使用"this.属性"或"this.方法"的方式，调用当前正在运行的对象属性或方法。

如果方法的形参和类的属性同名时，我们必须显式的使用"this.变量"的方式，表明此变量是属性（类中的属性），而非形参。

总结：

this表示当前对象的引用，不能再引用其他对象（成员方法运行时调用该成员方法的对象）
this只能使用在非静态方法（又称实例方法，或成员方法）中。谁调用这个实例方法，this就是谁。所以this代表的是：当前对象。
this不能在静态方法中使用，因为this代表当前对象，静态方法中不存在当前对象。

ps:静态方法静态方法属于类，可以在实例化之前被类直接调用

2.可以通过this调用其他构造方法来简化代码（语法this();）

this()；调用当前类当中的其他构造方法（看匹配到那个，就调用那个）
只能在当前的构造方法内部来使用
只能在第一行

1.7.2 super和this

< 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的方法和字段
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
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. 在构造方法中：this(...)用于调用本类中的其他构造方法，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
4. 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

1.8 再谈初始化

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

1.9 继承方式

Java中只支持以下几种继承方式：
1.单继承
public class A{
}
public class  B extends A{
}
2.多层继承
public class A{
}
public class  B extends A{
}
public class C extends B{

}
3.不同类继承同一个类
public class A{
}
public class  B extends A{
}
public class C extends A{

}

注意：

Java中不支持多继承。(~~public class A{ } public class B{ } public class C extends A,B )~~
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

1.10 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

ps: 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

2 多态

2.1 多态的概念

多态的概念：通俗来说，就是多种形态，具体点就是去完成某个行为，当不同的对象去完成时会产生出不同的状态

同一件事情，发生在不同对象身上，就会产生不同的结果。

2.2 多态实现条件

在java中要实现多态，必须要满足如下几个条件，缺一不可：
1. 必须在继承体系下
2. 子类必须要对父类中方法进行重写
3. 通过父类的引用调用重写的方法
多态体现：在代码运行时，当传递不同类对象时，会调用对应类中的方法。

2.3 重写

重写：也称为覆盖。重写是子类对父类非静态、非private修饰，非final修饰，非构造方法等的实现过程进行重新编写, 返回值和形参都不能改变,名字也要相同。即外壳不变，核心重写！重写的好处在于子类可以根据需要，定义特定于自己的行为。

方法重写的规则：

子类在重写父类的方法时，一般必须与父类方法原型一致：返回值类型方法名 (参数列表) 要完全一致
被重写的方法返回值类型可以不同，但是必须是具有父子关系的

访问权限不能比父类中被重写的方法的访问权限更低。（private < 默认权限 < protected < public）
父类被static、private修饰的方法、构造方法都不能被重写。
重写的方法, 可以使用 @Override 注解来显式指定. 有了这个注解能帮我们进行一些合法性校验. 例如不小心将方法名字拼写错了 (比如写成 aet), 那么此时编译器就会发现父类中没有 aet 方法, 就会编译报错, 提示无法构成重写.

重写重载区别：

区别点	重写(override)	重载(override)
参数列表	一定不能修改	必须修改
返回类型	一定不能修改【除非可以构成父子类关系】	可以修改
访问限定符	一定不能做更严格的限制（可以降低限制）	可以修改

2.4 向上转移和向下转型

2.4.1 向上转型

向上转型：实际就是创建一个子类对象，将其当成父类对象来使用。

1. 直接赋值

2. 方法传参

3. 方法返回

向上转型的优点：让代码实现更简单灵活。
向上转型的缺陷：不能调用到子类特有的方法。

动态绑定：也称为后期绑定(晚绑定)，即在编译时，不能确定方法的行为，需要等到程序运行时，才能够确定具体调用那个类的方法

在编译的时候确实认为应该调用Animal的eat方法。但是运行的时候发现，子类重写父类的这个
eat方法，所以会直接调用子类

静态绑定：也称为前期绑定(早绑定)，即在编译时，根据用户所传递实参类型就确定了具体调用那个方法。典型代表函数重载。

2.4.2 向下转型

我们看下面的代码报错了，因为这样调用的是父类的fly()方法，但是父类中有没有fly()方法，当然报错（上面的可以调用子类中的eat()方法，是因为父类中本来就有eat（）方法，但是子类中又重写了eat方法，调用时发生了动态绑定，所以调用了子类的方法）

此时就利用了向下转型，但是不安全

你往下看

报了一个错误： Dog cannot be cast to Bird

Java中为了提高向下转型的安全性，引入了 instanceof ，如果该表达式为true，则可以安全转换，是这样用的，如下：

2.5 多态的优缺点

比如我们想打印【"●", "♦", "●", "♦", "❀"】，那我们利用多态思想就会写出这样的代码

public class Shape {
    public void draw() {
        System.out.println("画图形！");
    }
}
class Rect extends Shape{
    @Override
    public void draw() {
        System.out.print("♦ ");
    }
}
class Cycle extends Shape{
    @Override
    public void draw() {
        System.out.print("● ");
    }
}
class Flower extends Shape{
    @Override
    public void draw() {
        System.out.print("❀ ");
    }
}

利用多态：（动态绑定，向上转型）

public class Test {
    public static void drawMap(Shape shape){
        shape.draw();
    }
    public static void main(String[] args) {
        Cycle cycle = new Cycle();
        Rect rect = new Rect();
        Flower flower = new Flower();
        Shape[] shapes = {cycle, rect, cycle, rect, flower};
        for(int i = 0; i < shapes.length; i++){
           drawMap(shapes[i]);
        }
    }

}

如果没有多态就会这样：（很多if else 语句）

public class Test2 {
    public static void main(String[] args) {
        Cycle cycle = new Cycle();
        Rect rect = new Rect();
        Flower flower = new Flower();
        String[] shape = {"cycle", "rect", "cycle", "rect", "flower"};
        for(int i = 0; i < shape.length; i++){
            if (shape[i].equals("cycle")) {
                cycle.draw();
            } else if (shape[i].equals("rect")) {
                rect.draw();
            } else if (shape[i].equals("flower")) {
                flower.draw();
            }
        }
    }
}

总结

多态优点：

1. 能够降低代码的 "圈复杂度", 避免使用大量的 if - else

2. 可扩展能力更强
如果要新增一种新的形状, 使用多态的方式代码改动成本也比较低

多态缺陷：代码的运行效率降低

2.6 避免在构造方法中调用重写的方法

一段有坑的代码. 我们创建两个类, B 是父类, D 是子类. D 中重写 func（）方法. 并且在 B 的构造方法中调用 func（）

public class B {
    public B() {
        func();
    }

     public void func() {
         System.out.println("B.func()");
     }
}

class D extends B {
    private int num = 1;
    @Override
    public void func() {
        System.out.println("D.func() " + num);
    }
}

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

运行结果：

是0，可是我们的num明明被初始化赋值成了1 ，因为此时D这个对象还没有构造完成

所以在构造函数内，尽量避免使用实例方法，除了final和private方法。
结论: "用尽量简单的方式使对象进入可工作状态", 尽量不要在构造器中调用方法(如果这个方法被子类重写, 就会触发动态绑定, 但是此时子类对象还没构造完成), 可能会出现一些隐藏的但是又极难发现的问题.

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（java）继承和多态 （详解）

1 继承

1.1为什么需要继承

1.2 继承概念

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

1.7 super和this

1.7.1 this

1.7.2 super和this

1.8 再谈初始化

1.9 继承方式

1.10 继承与组合

2 多态

2.1 多态的概念

2.2 多态实现条件

2.3 重写

2.4 向上转移和向下转型

2.4.1 向上转型

2.4.2 向下转型

2.5 多态的优缺点

2.6 避免在构造方法中调用重写的方法

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（java）继承和多态（详解）