JavaSE继承和多态（上）-优快云博客

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本文详细介绍了Java中的类继承机制，包括继承的概念、语法、父类成员访问（包括成员变量和方法）、super关键字的使用、构造方法的执行顺序、final关键字的作用以及继承与组合的区别。此外，还强调了在实际编程中的最佳实践，如优先使用组合而非多重继承，并提供了实例代码来阐明各种概念。

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一.继承的基本使用

1.继承的概念

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。

继承主要解决的问题是：共性的抽取，实现代码复用。

例：猫和狗都是动物，它们都有姓名，年龄，体重等共同点，也有狗是汪汪叫，猫是喵喵叫的不同点

例如：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。

Dog和Cat都继承了Animal类
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。

2.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 {
   // ...  
}

class Animal{
    //Animal中为共性
    String name;
    int age;
    public void eat(){
        System.out.println(name + "正在吃饭");
    }
    public void sleep(){
        System.out.println(name + "正在睡觉");
    }
}

class Dog extends Animal{
    //继承Aninal的共性，添加狗的个性
    void bark(){
        System.out.println(name + "汪汪汪");
    }
}


class Cat extends Animal{
    //继承Aninal的共性，添加猫的个性
    void mew(){
        System.out.println(name + "喵喵喵");
    }
}


public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        Cat cat=new Cat();
        cat.name="小喵";
        cat.sleep();
        cat.mew();//猫的个性

        Dog dog=new Dog();
        dog.name="阿黄";
        dog.sleep();
        dog.bark();//狗的个性
    }
}

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

3.父类成员访问

（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

class Base {
    int a;
    int b;
}
class Derived extends Base{
    int c;
    public void method(){
        a = 10; // 访问从父类中继承下来的a
        b = 20; // 访问从父类中继承下来的b
        c = 30; // 访问子类自己的c

    }
}


public class A {
    public static void main(String[] args) {
        Derived derived=new Derived();
        derived.method();
        System.out.println(derived.a);
        System.out.println(derived.b);
        System.out.println(derived.c);
    }
}

2.子类和父类成员变量同名

class Base {
    int a;
    int b;
}
class Derived extends Base{
    int a; // 与父类中成员a同名，且类型相同
    char c; // 与父类中成员b同名，但类型不同
    public void method(){
        a = 10; // 访问父类继承的a，还是子类自己新增的a？
        b = 20; // 访问父类继承的b，还是子类自己新增的b?
        c = 'a'; // 子类没有c，访问的肯定是从父类继承下来的c
    }
}


public class A {
    public static void main(String[] args) {
        Derived derived=new Derived();
        derived.method();
        System.out.println(derived.a);
        System.out.println(derived.b);
        System.out.println(derived.c);
    }
}

在子类方法中或者通过子类对象访问成员时：

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。

成员变量访问遵循就近原则，自己有优先自己的，如果没有则向父类中找，再没有则报错。

(2)子类中访问父类的成员方法

1.成员方法名字不同

class Base {
    public void methodA(){
        System.out.println("Base中的methodA()");
    }
}
class Derived extends Base{
    public void methodB(){
        System.out.println("Derived中的methodB()方法");
    }
    public void methodC(){
        methodB(); // 访问子类自己的methodB()
        methodA(); // 访问父类继承的methodA()
// methodD(); // 编译失败，在整个继承体系中没有发现方法methodD()
    }
}

public class A {
    public static void main(String[] args) {
        Derived derived=new Derived();
        derived.methodA();
        derived.methodB();
        derived.methodC();
    }
}

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

class Base {
    public void methodA(){
        System.out.println("Base中的methodA()");
    }
    public void methodB(){
        System.out.println("Base中的methodB()");
    }
}
class Derived extends Base{
    public void methodA(int a) {
        System.out.println("Derived中的method(int)方法");
    }
    public void methodB(){
        System.out.println("Derived中的methodB()方法");
    }
    public void methodC(){
        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)
        methodB(); // 直接访问，则永远访问到的都是子类中的methodB()，基类的无法访问到
    }
}


public class A {
    public static void main(String[] args) {
        Derived derived=new Derived();
        derived.methodA(100);
        derived.methodB();
        derived.methodC();
    }
}

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；

二.super关键字

1.super的基本使用

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。

class Base {
    int a;
    int b;
    public void methodA(){
        System.out.println("Base中的methodA()");
    }
    public void methodB(){
        System.out.println("Base中的methodB()");
    }
}

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methodA()构成重载
    public void methodA(int a) {
        System.out.println("Derived中的method()方法");
    }

    // 与基类中methodB()构成重写(即原型一致，重写下一章详细介绍)
    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 = 100; // 等价于： this.a = 100;
        b = 101; // 等价于： this.b = 101;

        // 注意：this是当前对象的引用
        // 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 = 200;
        super.b = 201;

        // 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()
    }
}

在子类方法中，如果想要明确访问父类中成员时，借助super关键字即可。

注意：

只能在非静态方法中使用
在子类方法中，访问父类的成员变量和方法。

2.子类构造方法

父子父子，先有父再有子，

即：子类对象构造时，需要先调用基类构造方法，然后执行子类的构造方法。

class Base {
    public Base(){
        System.out.println("Base()");
    }

}
class Derived extends Base{
    public Derived(){
        // super(); // 注意子类构造方法中默认会调用基类的无参构造方法：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

        System.out.println("Derived()");
    }
}
public class A {
    public static void main(String[] args) {
        Derived d = new Derived();

    }
}

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：

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
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。
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。
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

3.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：

都是Java中的关键字
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
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
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
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

4.继承关系下代码块执行顺序

实例代码块和静态代码块。在没有继承关系时的执行顺序：

静态代码块执行完毕后, 实例代码块（构造块）执行，再然后是构造函数执行。

代码块执行顺序 https://blog.youkuaiyun.com/weixin_61196535/article/details/137131143?spm=1001.2014.3001.5502

有继承关系的执行顺序：

class Person {
    public String name;
    public int age;
    public Person(String name, int age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
        System.out.println("Person：构造方法执行");
    }

    {
        System.out.println("Person：实例代码块执行");
    }

    static {
        System.out.println("Person：静态代码块执行");
    }
}
class Student extends Person{
    public Student(String name,int age) {
        super(name,age);
        System.out.println("Student：构造方法执行");
    }

    {
        System.out.println("Student：实例代码块执行");
    }

    static {
        System.out.println("Student：静态代码块执行");
    }
}
public class A {
    public static void main(String[] args) {
        Student student1 = new Student("张三",19);
        System.out.println("===========================");
        Student student2 = new Student("zsj",20);

    }
    public static void main1(String[] args) {
        Person person1 = new Person("byte",10);
        System.out.println("============================");
        Person person2 = new Person("jsz",20);
    }
}

结论：

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
父类实例代码块和父类构造方法紧接着执行
子类的实例代码块和子类构造方法紧接着再执行
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

5.protected关键字

protected访问限定符https://blog.youkuaiyun.com/weixin_61196535/article/details/137399693

注意：父类中如果有private成员变量，虽然在子类中不能直接访问，但是也继承到子类中了

什么时候下用哪一种呢?

我们希望类要尽量做到 "封装", 即隐藏内部实现细节, 只暴露出必要的信息给类的调用者.

因此我们在使用的时候应该尽可能的使用比较严格的访问权限. 例如如果一个方法能用 private, 就尽量不要用 public.

另外, 还有一种 简单粗暴 的做法: 将所有的字段设为 private, 将所有的方法设为 public. 不过这种方式属于是对访问权限的滥用, 还是更希望同学们能写代码的时候认真思考, 该类提供的字段方法到底给 "谁" 使用(是类内部自己用, 还是类的调用者使用, 还是子类使用).

三.继承方式

在现实生活中，事物之间的关系是非常复杂，灵活多样，比如：

但在Java中只支持以下几种继承方式：

注意：Java中不支持多继承。

时刻牢记, 我们写的类是现实事物的抽象. 而我们真正在公司中所遇到的项目往往业务比较复杂, 可能会涉及到一系列复杂的概念, 都需要我们使用代码来表示, 所以我们真实项目中所写的类也会有很多. 类之间的关系也会更加复杂.

但是即使如此, 我们并不希望类之间的继承层次太复杂. 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.final关键字

ﬁnal关键可以用来修饰变量、成员方法以及类。

1. 修饰变量或字段，表示常量(即不能修改)

ﬁnal int a = 10;
a = 20;  // 编译出错

2. 修饰类：表示此类不能被继承

ﬁnal public class Animal {
   ...
}
 
public class Bird extends Animal {
   ...
}
 
// 编译出错
Error:(3, 27) java: 无法从最终com.bit.Animal进行继

3. 修饰方法：表示该方法不能被重写(后序介绍)

四.继承组合

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

汽车和其 轮胎、发动机、方向盘、车载系统 等的关系就应该是组合

因为汽车是有这些 部件组成 的。

// 轮胎类
class Tire{
// ...
}
// 发动机类
class Engine{
// ...
}
// 车载系统类
class VehicleSystem{
// ...
}
class Car{
private Tire tire; // 可以复用轮胎中的属性和方法
private Engine engine; // 可以复用发动机中的属性和方法
private VehicleSystem vs; // 可以复用车载系统中的属性和方法
// ...
}
// 奔驰是汽车
class Benz extend Car{
// 将汽车中包含的：轮胎、发送机、车载系统全部继承下来
}

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。