Java 面向对象的继承详解

继承（Inheritance）是面向对象编程（OOP）的四大基本特性之一。它允许一个类继承另一个类的属性和方法，从而实现代码的重用和扩展。Java中的继承通过extends关键字实现，并且提供了super关键字用于访问父类的成员。方法重写（Override）是继承的重要机制，它允许子类提供自己的实现来替代父类的方法。本文将详细介绍Java中的继承、extends关键字、super关键字和方法重写。

一、extends关键字

1. 定义

extends关键字用于声明一个类继承另一个类。被继承的类称为父类（或基类、超类），继承的类称为子类（或派生类）。

2. 示例

// 父类
public class Vehicle {
    String brand;
    int speed;

    public void displayInfo() {
        System.out.println("Brand: " + brand);
        System.out.println("Speed: " + speed);
    }
}

// 子类
public class Car extends Vehicle {
    int doors;

    public void displayCarInfo() {
        displayInfo();
        System.out.println("Doors: " + doors);
    }
}

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Car myCar = new Car();
        myCar.brand = "Toyota";
        myCar.speed = 120;
        myCar.doors = 4;
        myCar.displayCarInfo();
    }
}

在这个示例中，Car类通过extends关键字继承了Vehicle类，继承了brand和speed属性以及displayInfo方法。Car类还增加了自己的属性doors和方法displayCarInfo。

二、super关键字

1. 定义

super关键字用于引用父类的成员（属性和方法）。它常用于在子类中调用父类的构造方法或父类的方法。

2. 示例

调用父类的构造方法

// 父类
public class Vehicle {
    String brand;
    int speed;

    public Vehicle(String brand, int speed) {
        this.brand = brand;
        this.speed = speed;
    }

    public void displayInfo() {
        System.out.println("Brand: " + brand);
        System.out.println("Speed: " + speed);
    }
}

// 子类
public class Car extends Vehicle {
    int doors;

    public Car(String brand, int speed, int doors) {
        super(brand, speed); // 调用父类的构造方法
        this.doors = doors;
    }

    public void displayCarInfo() {
        displayInfo();
        System.out.println("Doors: " + doors);
    }
}

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Car myCar = new Car("Toyota", 120, 4);
        myCar.displayCarInfo();
    }
}

在这个示例中，Car类的构造方法使用super关键字调用了父类Vehicle的构造方法，从而初始化了brand和speed属性。

调用父类的方法

// 父类
public class Vehicle {
    public void honk() {
        System.out.println("Vehicle is honking!");
    }
}

// 子类
public class Car extends Vehicle {
    public void honk() {
        super.honk(); // 调用父类的方法
        System.out.println("Car is honking!");
    }
}

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Car myCar = new Car();
        myCar.honk();
    }
}

在这个示例中，Car类的honk方法使用super关键字调用了父类Vehicle的honk方法，从而实现了在子类中扩展父类方法的功能。

三、方法重写（Override）

1. 定义

方法重写是指子类提供自己的实现以替代父类的方法。被重写的方法必须具有相同的方法签名（方法名、参数类型和数量相同），并且子类的方法返回类型必须与父类的方法一致或是其子类型。

2. 示例

// 父类
public class Vehicle {
    public void startEngine() {
        System.out.println("Vehicle engine is starting.");
    }
}

// 子类
public class Car extends Vehicle {
    @Override
    public void startEngine() {
        System.out.println("Car engine is starting.");
    }
}

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Vehicle myVehicle = new Vehicle();
        myVehicle.startEngine();

        Car myCar = new Car();
        myCar.startEngine();
    }
}

在这个示例中，Car类重写了Vehicle类的startEngine方法，提供了自己的实现。使用@Override注解可以帮助编译器检查方法是否正确重写父类方法。

3. 使用super调用父类的方法

在方法重写中，可以使用super关键字在子类的方法中调用父类被重写的方法。

// 父类
public class Vehicle {
    public void startEngine() {
        System.out.println("Vehicle engine is starting.");
    }
}

// 子类
public class Car extends Vehicle {
    @Override
    public void startEngine() {
        super.startEngine(); // 调用父类的方法
        System.out.println("Car engine is starting.");
    }
}

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Car myCar = new Car();
        myCar.startEngine();
    }
}

在这个示例中，Car类的startEngine方法首先调用父类Vehicle的startEngine方法，然后再执行自己的代码。

四、总结

继承是Java面向对象编程的重要特性之一，通过extends关键字实现类的继承，允许子类继承父类的属性和方法，从而实现代码重用和扩展。super关键字用于在子类中引用父类的成员，包括调用父类的构造方法和方法。方法重写允许子类提供自己的实现以替代父类的方法，通过使用@Override注解，可以帮助确保方法正确重写。