Java 核心与应用：Java 继承与多态

Java 核心与应用：Java 继承与多态

引言

“继承是代码复用的利器，多态是面向对象编程的灵魂。”

Java 作为一门面向对象的编程语言，继承与多态是其核心特性之一。理解这两者不仅能帮助你写出更优雅的代码，还能让你在面试中脱颖而出。本文将带你深入探索 Java 继承与多态的世界，从基础概念到高级应用，逐步揭开它们的神秘面纱。

🚀 学习目标

1. 掌握继承关系的建立与使用场景
2. 理解方法重写的限制条件与实现技巧
3. 解析构造方法在继承链中的调用顺序
4. 通过虚方法表理解动态绑定原理
5. 学会在项目中应用组合优于继承原则

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1. Java 继承基础

1.1 什么是继承？

继承是面向对象编程中的一个重要概念，它允许一个类（子类）继承另一个类（父类）的属性和方法。通过继承，子类可以复用父类的代码，并在此基础上进行扩展或修改。

1.1.1 继承的语法

class Animal {
   
    void eat() {
   
        System.out.println("Animal is eating");
    }
}

class Dog extends Animal {
   
    void bark() {
   
        System.out.println("Dog is barking");
    }
}

在上面的代码中，Dog 类继承了 Animal 类，因此 Dog 类可以使用 Animal 类中的 eat() 方法。

1.1.2 继承的类型

Java 支持单继承，即一个类只能有一个直接父类。但可以通过多层继承实现类似多继承的效果。

继承类型	描述
单继承	一个类只能有一个直接父类
多层继承	子类可以继承父类，父类又可以继承另一个类

1.2 方法重写（Override）

方法重写是子类对父类方法的重新实现。重写的方法必须与父类方法具有相同的方法签名（方法名、参数列表）和返回类型。

1.2.1 方法重写的规则

1. 方法签名必须一致：方法名、参数列表必须与父类方法相同。
2. 返回类型协变：子类方法的返回类型可以是父类方法返回类型的子类。
3. 访问权限不能更严格：子类方法的访问权限不能比父类方法更严格。
4. 异常限制：子类方法抛出的异常不能比父类方法抛出的异常更广泛。

// Animal.java
public class Animal {
   
    protected String name;
    
    public Animal(String name) {
   
        this.name = name;
        System.out.println("Animal构造器执行");
    }
    
    public void eat() {
   
        System.out.println(name + "正在进食");
    }
}

// Dog.java
public class Dog extends Animal {
     // 继承语法
    private String breed;
    
    public Dog(String name, String breed) {
   
        super(name);  // 必须首先调用父类构造器
        this.breed = breed;
        System.out.println("Dog构造器执行");
    }
    
    @Override
    public void eat() {
     // 方法重写
        super.eat();     // 调用父类实现
        System.out.println(name + "正在啃骨头");
    }
    
    public void bark() {
   
        System.out.println("汪汪！我是" + breed);
    }
}

在上面的代码中，Dog 类重写了 Animal 类的 eat() 方法，因此 Dog 类调用 eat() 方法时，执行结果为：Dog .eat() 的结果。

重写规则对比表

特性	父类方法	子类重写方法
访问修饰符	protected	public/protected
返回类型	Animal	Dog（协变类型）
异常声明	IOException	不声明或子异常
方法签名	eat(String food)	eat(String food)
static修饰