【java筑基】浅谈代码复用技术——继承、组合

一、继承

1.1 继承的特点

子类可以获得父类的全部成员变量和方法称为继承，注意子类不能够继承父类的构造器。Java具有单继承的特点，一个类只能够有一个直接父类。所有类都继承了java.lang.Object类。

1.2 重写

子类可以对父类方法进行重写，重写必须遵守两小两同一大，即子类方法返回值的类型要比父类方法返回值类型要更小或者相同(儿子排场要小)，子类方法的异常类型要比父类方法的异常类型要更小或者相同(儿子犯的错误要更少)，方法名要相同，形参列表要相同，访问权限要比父类访问权限更大或者相同(儿子要搞出点名堂，让别人看见)。特别注意的是子类与父类重写的方法不能一个是属于类，一个是属于对象的。

如果父类定义了一个private修饰的方法，子类无法访问该方法，不可以对该方法进行重写。此时，即使子类中有一个与父类private具体相同名字，相同形参列表，相同返回值类型的方法，依然不是重写。

1.3 super限定

可以在子类对象中使用super限定该对象调用父类中被子类覆盖的方法、成员变量。和this关键字一样。super关键字也不能出现在静态方法中。

其实，子类定义的同名实例变量并不会真的覆盖掉父类实例变量，只是简单的被隐藏了。当创建一个类的实例对象时，依然会为该对象父类中的实例变量分配内存空间，即使他被隐藏了。

class Parent {
  public String tag ="疯狂java讲义";
}
class Child extends Parent {
  private String tag = "轻量级java EE企业应用实战";
}
public class HideTest {
  public static void main(String[] args) {
    Child a = new Child();
    // 该语句不能通过编译，因为Child中的tag标签是私有的
    // System.out.println(a.tag);
    //输出疯狂java讲义
    System.out.println(((Parent) a).tag);
  }
}

上面的代码第13行之所以不能通过编译，是因为访问哪个实例变量是由声明该变量的类型决定，a声明的是Child类型，故访问Child类中的tag标签。进行强转后，则可以访问父类中被隐藏的tag。创建Child对象后内存如下图。

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虽然子类不会获得父类的构造器，但是仍然可以通过super关键字调用父类构造器的代码。由于this调用本类被重载的构造器和super调用父类构造器的代码都必须放在发出调用的构造器的第一行，它们不能同时出现。不管是否显示调用父类的构造器，实际上执行子类构造器前都会先调用父类构造器。

class Creature {
  public Creature() {
    System.out.println("Creature无参构造器。");
  }
}
class Animal extends Creature {
  public Animal(String name) {
    System.out.println("Animal的一个参数构造器" + "Animal名字为" + name);
  }
  public Animal(String name, int age) {
    this(name);
    System.out.println("Animal的两个参数的构造器" + "其年龄为" + age);
  }
}
public class Wolf extends Animal {
  public Wolf(String name, int age) {
    super(name, age);
    System.out.println("Wolf的一个参数构造器");
  }
  public static void main(String[] args) {
    //输出：Creature无参构造器。
        //Animal的一个参数构造器Animal名字为灰太狼
        //Animal的两个参数的构造器其年龄为18
        //Wolf的一个参数构造器
    new Wolf("灰太狼", 18);
  }
}

二、继承的缺陷

继承和组合都可以实现复用，但是继承带来一个坏处，破坏封装。如果权限允许，子类不仅可以访问父类的成员变量、方法，还可以改变它的实现细节(重写))，父类可能被子类恶意篡改。因此为了使父类保持良好的封装，我们应遵循以下规则。

1.父类的成员变量尽量设置为private类型。

2.父类的辅助其它方法的工具方法尽量设置为private，需要被别的类访问但是不希望被重写的方法添加final关键字。只希望被子类访问的方法设置为protected。

3.尽量不要在父类的构造方法中调用可能被子类改写的类。

class Base {
  public Base() {
    test();
  }
  // 一号test方法
  public void test() {
    System.out.println("父类的Test");
  }
}
public class Sub extends Base {
  private String name;
  // 二号Test方法
  public void test() {
    System.out.println("子类重写的test" + name.length());
  }
  public static void main(String[] args) {
    // 下列语句将引发空指针异常
    Sub s = new Sub();
  }
}

上面代码第22行创建Sub类型的对象，需要先执行父类Base的构造方法，而父类中的构造方法调用了已经被重写的test方法，语句"test();“其实已经省略了this关键字，完整的写法是"this.test();”,而this指代调用方法的对象，故我们调用的是二号test方法，此时sub的成员变量是null，执行name.length()出现空指针异常。

如果希望某一个类不被继承，可以用final关键字进行修饰，比如java.lang.System类和java.lang.String类，我们也可以把构造器设置为private类型，另外提供一个静态方法来创建实例。

什么时候需要继承？

1.子类需要额外增加特有属性。比如Person类可以派生出Student类，因为Student有需要额外增加的属性，比如grade.但是Animal没有必要因为体型不一样而派生出BigAnimal和SmallAnimal，只需要在Aniaml类中增加一个成员变量size。

2.子类需要额外增加特有方法。

三、组合

如果仅仅是需要实现复用，我们也可以使用组合。继承子类可以直接获得父类的方法，而组合是把旧类对象作为新类的一个变量组合进来，通常在新类中用private修饰这个旧类对象。

选择继承还是组合呢？

继承表达的是一个is a的关系，是从一个已有类别中做一番改造，生成一个独特的版本，扩展出一个新的类，比如Animal和Wolf就适合选用继承。组合表达的是一种has a的关系，比如Person类需要复用Arm类就适合用组合。