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初始java（ 4 ）7000字详解

2023-10-23 38
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简介： 初始java（ 4 ）7000字详解

一：继承

1.1 继承的引入

首先我们来说说为什么要有继承，继承在生活中的体现是什么

我们知道每个人都会有DNA，DNA中有许多基因，我们中有许多基因都是从父亲母亲那继承过来的，当然，我们还会继承父母的财产，性格，为人处世等等等等

在java中同样也存在继承，java中的继承的目的主要是用于共性提取，代码复用，减少代码的重复性

下面通过一个例子来说明：

Dog类：

public class Dog{
  string name;
  int age;
  float weight;
  public void eat(){
    System.out.println(name + "正在吃饭");
 }
  public void sleep(){
    System.out.println(name + "正在睡觉");
 }
  void Bark(){
   System.out.println(name + "汪汪汪~~~");
 }
}

Cat类：

public class Cat{
  string name;
  int age;
  float weight;
  public void eat(){
    System.out.println(name + "正在吃饭");
 }
  public void sleep()
 {
    System.out.println(name + "正在睡觉");
 }
  void mew(){
    System.out.println(name + "喵喵喵~~~");
 }
}

通过比较会发现，猫和狗类中存在着大量的重复，如图所示：

为了将这些共性提取出来，java提出了继承的概念，专门用来进行共性提取，实现代码的复用

1.2继承的概念

继承：是面向对象程序设计使代码可以复用的最重要的手段，它允许程序员在保持原有类特 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。继承呈现了面向对象程序设计的层次结构， 体现了由简单到复杂的认知过程。继承主要解决的问题是：共性的抽取，实现代码复用。

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。

上述图示中，Dog和Cat都继承了Animal类，其中：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。

1.3 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 {
  //代码
 }

所以我们对上述代码进行重新设计，通过继承的方式实现共性提取，代码复用

// Animal.java
public class Animal{
  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");
 }
}
// Dog.java
public class Dog extends Animal{  
  void bark(){
    System.out.println(name + "汪汪汪~~~");
 }
}
// Cat.Java
public class Cat extends Animal{ 
  void mew(){
    System.out.println(name + "喵喵喵~~~");
 }
}
// TestExtend.java
public class TestExtend {
  public static void main(String[] args) {
    Dog dog = new Dog();
    // dog类中并没有定义任何成员变量，name和age属性肯定是从父类Animal中继承下来的
    System.out.println(dog.name);
    System.out.println(dog.age);
    // dog访问的eat()和sleep()方法也是从Animal中继承下来的
    dog.eat();
    dog.sleep();
    dog.bark();
 }
}

注意：在java中只支持单继承，并不支持多继承

下面是我对继承的理解：

1.4父类成员和子类成员冲突问题

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，自己有优先用自己的，如果没有则向父类中找。

下面是个简单的代码示例：

class Parent {
    int num = 10;
}
class Child extends Parent {
    int num = 20;
    void display() {
        System.out.println( num); // 访问自己的成员变量
    }
}
public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Child child = new Child();
        child.display();
    }
}

输出结果是： 20

```java
class Parent {
    int num = 10;
}
class Child extends Parent {
    void display() {
        System.out.println( num); // 访问自己的成员变量
    }
}
public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Child child = new Child();
        child.display();
    }
}

输出结果是： 10

class Parent {
}
class Child extends Parent {
    int num = 20;
    void display() {
        System.out.println( num); // 访问自己的成员变量
    }
}
public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Child child = new Child();
        child.display();
    }
}

输出结果是： 20

同理，子类中如果存在和父类同名的方法，那么也是遵循这个原则，子类有就访问自己的，没有再去父类中找

1.5 super关键字

但是当子类和父类的变量或者方法重名了，我们又确实想访问父类的变量或者方法，那么该怎么办呢？

我们直接访问是无法做到的，但是java为我们提供了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。和this类似，super也有三种作用：

  • super.成员变量
  • super.方法名（）
  • super（）

下面通过一个简单的代码例子来说明super的作用：

当在子类中使用super关键字时，有三种常见的用法：

  1. super.成员变量：用于访问父类中的成员变量。
class Animal {
    String name = "Animal类的成员变量";
}
class Dog extends Animal {
    String name = "Dog类的成员变量";
    void printName() {
        System.out.println(super.name);  // 访问父类的成员变量
    }
}
public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Dog dog = new Dog();
        dog.printName();  // 输出：Animal类的成员变量
    }
}
  1. super.方法名()：用于在子类中调用父类中的方法。
class Animal {
    void print() {
        System.out.println("Animal类的方法");
    }
}
class Dog extends Animal {
    void print() {
        super.print();  // 调用父类的方法
        System.out.println("Dog类的方法");
    }
}
public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Dog dog = new Dog();
        dog.print();  // 输出：Animal类的方法 
                     //      Dog类的方法
    }
}
  1. super()：用于在子类的构造方法中调用父类的构造方法。
class Animal {
    String name;
    Animal(String n) {
        name = n;
    }
    void printName() {
        System.out.println(name);
    }
}
class Dog extends Animal {
    Dog(String n) {
        super(n);  // 调用父类的构造方法
    }
}
public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Dog dog = new Dog("Dog对象");
        dog.printName();  // 输出：Dog对象
    }
}

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。

注意事项：

  • super和this都只能在非静态方法中使用

1.6 子类的构造方法与父类的构造方法

父子父子，有父才有子

java规定，在子类的构造方法中，要通过super（）调用父类的构造方法，先帮从父类继承过来的变量进行构造，再构造自己的变量，通过调用父类构造方法和子类构造方法后，就可以对一个类中的所有的变量进行初始化了

子类对象中成员是有两部分组成的，父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，将从父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：

  1. 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，即调用父类构造方法
  2. 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。
  3. 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。
  4. 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（super和this都要放第一行，这就矛盾了）

下面是一个示例代码，演示了子类构造方法显式调用父类构造方法的情况：

class Parent {
    private int age;
    public Parent(int age) {
        this.age = age;
    }
    public int getAge() {
        return age;
    }
}
class Child extends Parent {
    private String name;
    public Child(String name, int age) {
        super(age); // 调用父类的构造方法进行年龄的初始化
        this.name = name;
    }
    public String getName() {
        return name;
    }
}
public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Child child = new Child("Alice", 10);
        System.out.println("Name: " + child.getName());
        System.out.println("Age: " + child.getAge());
    }
}

在上述示例中，父类Parent定义了一个有参构造方法来初始化age属性。子类Child的构造方法使用super(age)显式地调用了父类的构造方法来初始化父类的age属性。通过这种方式，子类可以在构造对象时进行对父类属性的初始化操作。

1.7再谈代码块

1.7.1 无继承关系上的执行顺序：

我们还记得之前讲过的代码块吗？我们简单回顾一下几个重要的代码块：实例代码块和静态代码块。在没有继承关系时的执行顺序。

class Person {
  public String name;
  public int age;
  public Person(String name, int age) {
    this.name = name;
    this.age = age;
    System.out.println("构造方法执行");
 }
 {
    System.out.println("实例代码块执行");
 }
  static {
    System.out.println("静态代码块执行");
 }
}
public class TestDemo {
  public static void main(String[] args) {
    Person person1 = new Person("bit",10);
    System.out.println("                ");
    Person person2 = new Person("gaobo",20);
 }
}

执行结果：

静态代码块执行

实例代码块执行

构造方法执行

实例代码块执行

构造方法执行

1.7.2继承关系上的执行顺序：

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 TestDemo4 {
  public static void main(String[] args) {
    Student student1 = new Student("张三",19);
    System.out.println("===========================");
    Student student2 = new Student("gaobo",20);
    }
  public static void main1(String[] args) {
    Person person1 = new Person("bit",10);
    System.out.println("============================");
    Person person2 = new Person("gaobo",20);
 }
}

执行结果：

通过分析执行结果，得出以下结论：

1、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

2、父类实例代码块和父类构造方法紧接着执行

3、子类的实例代码块和子类构造方法紧接着再执行

4、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

1.8继承关系视图

二：final关键字

在Java中，final关键字可以用来修饰变量、方法和类。它的作用如下：

  1. 修饰变量：当final关键字修饰一个变量时，表示该变量的值只能被赋值一次，赋值后不可再改变。一般将final修饰的变量称为常量，通常使用大写字母表示。常量的值在程序运行期间保持不变。

示例代码：

final int age = 18;
// age = 20;  // 编译错误，不能再次赋值给常量age
System.out.println(age);  // 输出结果：18
  1. 修饰方法：当final关键字修饰一个方法时，表示该方法不能被子类重写。这样可以确保方法的实现不会被修改，保持方法的稳定性。（这里了解即可，后面会讲什么是重写）

示例代码：

public class SuperClass {
    public final void printMessage() {
        System.out.println("This is a final method.");
    }
}
public class SubClass extends SuperClass {
    // 尝试重写final方法，编译错误
    // public void printMessage() { }
    public static void main(String[] args) {
        SubClass sub = new SubClass();
        sub.printMessage();
    }
}
  1. 修饰类：当final关键字修饰一个类时，表示该类不能被继承，即不能有子类。这样可以保护类的实现不被修改或继承。

示例代码：

public final class FinalClass {
    // 类的实现
}
// 试图继承final类，编译错误
// public class SubClass extends FinalClass { }

总结：

  • final修饰变量表示常量，其值不可改变；
  • final修饰方法表示该方法不可被重写；
  • final修饰类表示该类不可被继承。
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