Java 中的 extends 关键字、方法重写（Override）、向上转型与动态绑定

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于 2024-11-26 12:06:00 发布

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分类专栏： java基础文章标签： java 开发语言

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Java 是一种面向对象的编程语言，其中继承、方法重写、多态等特性是实现代码复用和扩展性的重要手段。理解 extends 关键字、方法重写、向上转型和动态绑定是掌握 Java 编程的基础。这篇博客将从这几个方面详细讲解它们的作用和相互关系。

1. `extends` 关键字

在 Java 中，extends 关键字用于表示类之间的继承关系。一个类可以通过 extends 关键字继承另一个类，从而获得父类的属性和方法。通过继承，子类不仅能够复用父类的代码，还可以根据需要对父类的功能进行扩展或修改。

继承的基本例子：

class Animal {
    void makeSound() {
        System.out.println("Animal makes a sound");
    }
}

class Dog extends Animal {
    void makeSound() {
        System.out.println("Dog barks");
    }
}

2. 方法重写（Override）

方法重写是指子类重新实现父类已经定义的非静态方法。重写的目的是为了提供子类特有的行为，从而在继承关系中动态地改变父类方法的执行结果。

重写方法的规则：

子类重写的方法名、参数列表、返回类型必须与父类方法一致。
子类方法的访问修饰符不能比父类方法的修饰符更严格（例如，父类是 public，子类方法也必须是 public）。
子类方法可以抛出比父类方法更少或相同类型的异常，但不能抛出父类方法没有声明的异常。

方法重写的例子：

class Animal {
    void makeSound() {
        System.out.println("Animal makes a sound");
    }
}

class Dog extends Animal {
    @Override
    void makeSound() {
        System.out.println("Dog barks");
    }
}

3. 向上转型（Upcasting）

向上转型（Upcasting）是将子类对象赋值给父类类型的引用。由于子类是父类的一个特殊类型，因此子类对象可以赋值给父类类型的变量。向上转型不会丢失任何信息，因为子类包含了父类的所有特性。

向上转型的例子：

class Animal {
    void makeSound() {
        System.out.println("Animal makes a sound");
    }
}

class Dog extends Animal {
    @Override
    void makeSound() {
        System.out.println("Dog barks");
    }
}

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        Animal animal = new Dog();  // 向上转型
        animal.makeSound();  // 输出 "Dog barks"
    }
}

在这个例子中，我们将 Dog 对象赋值给了 Animal 类型的变量 animal。这就是向上转型，animal 变量现在持有的是 Dog 类型的对象。尽管引用是 Animal 类型，但实际上对象是 Dog 类型的，因此调用 makeSound() 方法时，输出的是 Dog 类中的方法，而不是 Animal 类中的方法。

4. 动态绑定（Dynamic Binding）

动态绑定（或后期绑定）是指方法调用的决定在运行时根据实际对象类型来确定，而不是在编译时确定。在 Java 中，方法调用是通过动态绑定来决定的，这使得 Java 支持多态特性。

当通过父类类型的引用调用方法时，Java 会根据对象的实际类型（即实例的类型）来选择执行哪个方法。这就是动态绑定。

动态绑定的例子：

class Animal {
    void makeSound() {
        System.out.println("Animal makes a sound");
    }
}

class Dog extends Animal {
    @Override
    void makeSound() {
        System.out.println("Dog barks");
    }
}

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        Animal animal = new Dog();  // 向上转型
        animal.makeSound();  // 输出 "Dog barks"
    }
}