【javaSE】 面向对象程序三大特性之继承(一)

简介: 【javaSE】 面向对象程序三大特性之继承(一)

为什么需要继承

Java中使用类对现实世界中实体来进行描述,类经过实例化之后的产物对象,则可以用来表示现实中的实体,但是现实世界错综复杂,事物之间可能会存在一些关联,那在设计程序是就需要考虑。

比如:狗和猫,它们都是一个动物

如果我们需要用java语言来描述它们,我们会写出以下代码

比如狗类

     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~~~");
        }
    }

猫类

    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~~~");
        }
    }

通过观察上述代码会发现,猫和狗的类中存在大量重复,如下所示

那能否将这些共性抽取呢?面向对象思想中提出了继承的概念,专门用来进行共性抽取,实现代码复用。

继承的概念

继承(inheritance)机制: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。

从继承概念中可以看出继承最大的作用就是:实现代码复用,还有就是来实现多态(后序讲)

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 {
    // ...
}

然后我们对上述代码进行改造以下,带大家感受一下继承

首先把狗类与猫类所拥有的共同元素书写成一个Animal类

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");
    }
}

接下来我们用继承来实现一下我们的Dog类

public class Dog extends Animal{
    void bark(){
        System.out.println(name + "汪汪汪~~~");
    }
}

Cat类同理

public class Cat extends Animal{
    void mew(){
        System.out.println(name + "喵喵喵~~~");
    }
}

实例化对象如下

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();
    }
}

注意事项

1. 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

2. 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

类成员访问

在继承体系中,子类将父类中的方法和字段继承下来了,那在子类中能否直接访问父类中继承下来的成员呢?

子类中访问父类的成员变量

子类和父类不存在同名成员变量

public class Base {
    int a;
    int b;
}
public 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
    }
}

子类和父类成员变量同名

public class Base {
    int a;
    int b;
    int c;
} 
/
public class Derived extends Base{
    int a; // 与父类中成员a同名,且类型相同
    char b; // 与父类中成员b同名,但类型不同
    public void method(){
        a = 100; // 访问子类自己新增的a
        b = 101; // 访问子类自己新增的b
        c = 102; // 子类没有c,访问的肯定是从父类继承下来的c
        // d = 103; // 编译失败,因为父类和子类都没有定义成员变量b
}
}

访问原则

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

子类中访问父类的成员方法

成员方法名字不同

public class Base {
    public void methodA(){
        System.out.println("Base中的methodA()");
    }
}
public 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()
    }
}
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。

成员方法名字相同

public class Base {
    public void methodA(){
        System.out.println("Base中的methodA()");
    }
    public void methodB(){
        System.out.println("Base中的methodB()");
    }
}
public 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
    }
}
总结:

1、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。

2、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;

那么问题来了,如果子类中存在与父类中相同的成员时,那如何在子类中访问父类相同名称的成员呢?请看下文

super关键字

由于设计不好,或者因场景需要,子类和父类中可能会存在相同名称的成员,如果要在子类方法中访问父类同名成员时,该如何操作?

直接访问是无法做到的,Java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

例如我这儿有一个Base类

public 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()");
    }
}

我们将它作为父类,我们现在有一个子类Derived类

public 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,重写后序详细介绍)
    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()
    }
}
public class Base {
    public Base() {
        System.out.println("Base()");
    }
}

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

1. 只能在非静态方法中使用

2. 在子类方法中,访问父类的成员变量和方法

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