继承多态

继承多态

1.继承

在多个类中存在相同的属性与行为，通过共性抽取，将相同的内容提取到一个类中，那么其他的类无需再次定义这些属性与行为，只需继承该类，即可获得相同的属性与行为

1.1.定义

• 被继承的类一般被叫做父类，超类或者基类；有继承行为的多个类被称为子类
• 继承:即子类继承父类的属性与行为，使得子类具有与父类相同的属性与行为，子类可以直接访问父类中非私有的属性与行为。从而提高代码的复用性，使得类与类之间产生了关系，是多态的前提。

1.2.格式

• 子类通过extend关键字声明继承父类

class 父类 {
...
}
class 子类 extends 父类 {
...
}

1.3.注意事项

1.成员变量

• 子父类成员变量不重名:
  各成员变量访问无影响
• 子父类成员变量有重名:
  在子类中若要访问父类中非私有成员变量时，需使用super关键字进行修饰:super.父类成员变量名从而取得父类成员变量。

2.成员方法

• 子父类成员方法不重名:
  各成员变量调用无影响。
• 子父类成员方法有重名:
  即子类中出现与父类一样的方法时(返回值类型，方法名与参数列表相同),此时的访问被称为方法重写，子类继承父类的方法声明,子类的方法实现覆盖父类的实现，对方法进行了重写。在实际运用中，子类可以根据需要，定义特定于自己的行为，既继承了父类的功能名称，又根据子类的需要重新实现父类方法，进行拓展增强。

3.构造方法

• 构造方法的名称与类名相同，故子类无法继承父类的构造方法
• 构造方法的作用是初始化成员变量，故在子类的初始化过程中，需要先执行父类的初始化动作，所以在子类的构造方法中默认含有一个super()，表示调用父类的构造方法。

4.特点

• Java中只支持单继承，不支持多继承。即一个类只能有1一个父类，不可以有多个父类

class C extends A{} //ok
class C extends A，B... //error

2.抽象类

由子类继承并重写父类中的方法，子类的实现各不相同。故在父类的方法声明与方法主体中，只有声明还存在意义，而方法的主体实现没有意义，实现为空，而没有方法实现主体的方法被称为抽象方法，包含抽象方法的类被称为抽象类。

2.1.标识符

通过使用abstract关键字修饰方法，该方法被标识为抽象方法，抽象方法中只包含一个方法名，而没有方法体
定义格式:

• 抽象方法

修饰符 abstract 返回值类型 方法名 (参数列表)；
例：
public abstract void test();

• 抽象类

abstract class 类名字 {
}
例：
public abstract class Exam {
public abstract void test()；
}

2.2.使用方法

继承抽象类的子类必须重写父类的所以抽象方法，否则该子类也必须声明为抽象类，在继承关系的最后，必须有子类实现该父类的抽象方法，否则从最初的父类到最终的子类均无法创建对象。

3.接口

接口是Java语言中的一种引用类型，是方法的集合，类的内部封装了成员变量、构造方法与成员方法；则接口的内部**封装了方法，**包含了抽象方法，默认方法与静态方法，私有方法。

• 接口的定义与类相似，但使用interface关键字，仍可以被编译为.class文件，但不是类而是另一种引用数据类型。
• 接口不能创建对象，但可以被实现(implements,类似于继承)；一个实现接口的类需要实现接口中所有的抽象方法。
• 格式定义:

public interface 接口名称 {
// 抽象方法
public abstract void method() {
//执行语句
}
// 默认方法
public default void method() {
// 执行语句
}
// 静态方法
public static void method2() {
// 执行语句
}
// 私有方法
private void method() {
// 执行语句
}
}

默认方法:使用 default 修饰，不可省略，供子类调用或者子类重写。
静态方法:使用 static 修饰，供接口直接调用。
私有方法:使用 private 修饰，供接口中的默认方法或者静态方法调用。

3.1.基本实现

非抽象子类实现接口：

• 通过implements关键字修饰接口的实现类。
• 必须重写接口中的所有抽象方法。
• 接口的默认方法，可以直接继承或者重写，但只能通过实现类的对象来调用
• 接口的静态方法只能通过接口名调用，无法通过实现类类名或实现类对象调用

3.2.多接口实现

一个类可以在继承一个父类的基础上，同时实现多个接口

• 实现:

class 类名 [extends 父类名] implements 接口名1,接口名2,接口名3... {
// 重写接口中抽象方法【必须】
// 重写接口中默认方法【不重名时可选】
}

• 多接口的实现中，实现类必须重写所有抽象方法，如果在多个接口中有重名的抽象方法，则只需重写一次。
• 多接口的实现中，实现类可以继承使用各接口中的默认方法，如果在多个接口中存在重名的默认方法，则必须重写一次
• 当子类同时继承父类又实现若干接口时，若父类中的成员方法与接口中的默认方法重名，子类就近选择执行父类的成员方法。
• 子接口可使用extends关键字继承若干父接口，若多个父接口中有重名默认方法，则子接口需要重写一次。
• 接口中无法定义成员变量
• 接口中可使用public static final修饰定义固定值常量
• 接口中没有构造方法，不能创建对象
• 接口中没有静态代码块

4.多态

• extends继承或implements实现是多态性的前提
• 一个对象具有多种形态，被称为对象的多态性
• 代码体现:父类的引用指向子类对象(创建一个子类对象，作为父类类型使用)，

父类名称 对象名 = new 子类名称();
或
接口名称 对象名 = new 实现类名称();

• 多态体现时，以父类类型存在的子类对象可执行被子类重写的方法，以此可创建以父类类型为参数的方法调用，替代若干子类对应重写方法的调用，使得程序编写更加简单，并具有良好的拓展性

假设一个动物类:Animal有猫:cat和狗:dog两个子类，并分别重写父类的eat方法
则多态中:
public class Test {
public static void main(String[] args) {
// 多态形式，创建对象
Cat c = new Cat();
Dog d = new Dog();
// 调用showCatEat
showCatEat(c);
// 调用showDogEat
showDogEat(d);
/*
以上两个方法, 均可以被showAnimalEat(Animal a)方法所替代
而执行效果一致
*/
showAnimalEat(c);
showAnimalEat(d);
}
public static void showCatEat (Cat c){
c.eat();
}
public static void showDogEat (Dog d){
d.eat();
}
public static void showAnimalEat (Animal a){
a.eat();
}
}

4.1.多态的转型

• 使用多态方式调用方法时，首先检查父类中是否含有该方法，含有再寻找子类的重写方法，若父类中无该方法则编译错误。故多态方式无法调用子类特有而父类没有的方法，要想调用子类特有方法必须做向下转型。
• 向上转型：
  多态本身是子类类型向父类类型向上转换的过程，过程是默认可完成。
• 格式：

父类类型 变量名 = new 子类类型();
如：Animal a = new Cat();

• 向下转型
  父类类型向子类类型向下转换的过程，过程是强制完成的。
  只有已向上转型的子类对象，要将父类引用转为子类引用，可以使用强制类型转换的格式。（只有本来就是该子类对象的父类引用才能向下转型为该子类对象，否则会报错）
• 格式：

子类类型 变量名 = (子类类型) 父类变量名;
如:Cat c =(Cat) a

当得到的参数为父类类型需要做向下转换时，要考虑到转型的对象是否对应，避免ClassCastException类型转换异常，必须使用instanceof关键字进行校验

• 格式: 父类 instanceof 某子类
• 判断该父类引用原本是否是该子类对象返回一个boolean

public static void giveMeAPet(Animal animal) {
if(animal instanceof Dog{
    Dog dog = (Dog) animal;
    dog.watchHouse();
)
if(animal instanceof Cat){
	Cat cat = (Cat) animal;
	cat.catchMouse();
}
}

2020/8/31