前言
上期我们对Java封装中的细枝末节进行了一个较为全面的介绍,本期继续面向对象,走进Java中的继承,话不多说,Let‘s go!
一、继承机制
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。我们通常认为继承是is-a的关系。
被继承的类称为:父类、基类、超类
继承的类称为:子类、派生类
例如: 卡车和汽车都是车、狗和猫都是动物、大人和小孩都是人。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。
二、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:
修饰符 class 子类 extends 父类 { // ... }
下面以Animal类进行继承演示:
父类文件:Animal.java
//父类、基类、超类 public class Animal { public String name; public int age; public void eat() { System.out.println(name+" 正在吃饭!"); } public void sleep(){ System.out.println(name + "正在睡觉"); } }
子类文件:Dog.java
//子类、派生类 public class Dog extends Animal{ void bark(){ System.out.println(name + "汪汪汪~~~"); } }
子类文件:Cat.java
//子类、派生类 public class Cat extends Animal{ void mew(){ System.out.println(name + "喵喵喵~~~"); } }
测试:
public class Test1 { public static void main(String[] args) { Dog dog = new Dog(); dog.name = "大黄"; dog.eat(); dog.bark(); System.out.println("================="); Cat cat = new Cat(); cat.name = "小白"; cat.eat(); cat.mew(); } }
为了便于直观理解,我们可以画一个类图:
三、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 Father { int a; int b; } public class Child extends Father { int c; public void func() { a=10;//子类没有,访问父类继承下来的 b=20;//子类没有,访问父类继承下来的 c=30;//访问子类自己的 } }
(2)子类和父类成员变量同名
class Father { int a; int b; } public class Child extends Father { int a; String b; public void func() { a=10;//和父类同名,就近原则,访问子类 b="Hello";//和父类同名,无论类型,就近原则,访问子类 //b=10;//error } }
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。
🍑2、子类中访问父类的成员方法
(1)成员方法名字不同
class Father { public void methodA(){ System.out.println("Father中的methodA()"); } } public class Child extends Father { public void methodB(){ System.out.println("Child中的methodB()方法"); } public void methodC() { methodB(); // 访问子类自己的methodB() methodA(); // 子类中没有,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() } }
(2)成员方法名字相同
class Father { public void methodA(){ System.out.println("Father中的methodA()"); } public void methodB(){ System.out.println("Father中的methodB()"); } } public class Child extends Father { public void methodA(int a) { System.out.println("Child中的method(int)方法"); } public void methodB(){ System.out.println("Child中的methodB()方法"); } //----------------测试----------------// public void test(){ 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(),父类的无法访问到 } }
通过子类对象访问成员方法时:
- 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。
- 如果方法名方法类型完全相同则优先访问子类方法。
四、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。(成员方法、成员变量)
class Father { int a; int b; public void methodA() { System.out.println("Father中的methodA()"); } public void methodB() { System.out.println("Father中的methodB()"); } } public class Child extends Father { int a; String b; public void methodA(int a) { System.out.println("Child中的method(int a)"); } public void methodB() { System.out.println("Child中的method()"); } //-------------------测试--------------------// public void test() { // 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 = "Hello"; // 等价于: this.b = "Hello"; // 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() } }
五、子类构造方法
继承即父子的关系,所谓先有父再有子,构造时也是如此: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 Father { public Father() { System.out.println("ConstructorFather()"); } } class Child extends Father { public Child() { super(); System.out.println("ConstructorChild()"); } } public class Test { public static void main(String[] args) { Child child=new Child(); } }
子类构造时的注意事项:
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。
六、super和this
目前我们已经学过了super、this。super和this有很多相似和相异的地方,下面我们就来详细的归纳总结一下this和super的那些共同点和不同点:
1、this和super相同点
- 都是Java中的
关键字
- 都可以在成员方法中用来访问其它成员变量、也可以调用其他的成员方法
- 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
2、this和super不同点
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
七、继承关系下的代码执行顺序
在上期博客中介绍了静态代码块和实例代码块,并且测试了静态代码块、实例代码块以及构造方法的执行顺序,得到:静态代码块->实例代码块->构造方法
的顺序,那么在继承关系下代码的执行顺序又是怎样的呢?下面我们来一起看一看:
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 Test { public static void main(String[] args) { Student student1 = new Student("路人甲",19); System.out.println("=============分隔线============="); Student student2 = new Student("路人乙",20); } }
通过分析执行结果,得出以下结论:
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
八、访问限定修饰符protected
上一篇博客中,为了实现封装特性,Java中引入了访问限定符,上期主要讲解了public、private、默认修饰符。在本期博客中,我们已经了解了子类父类相关的概念,所以我们在继承的基础上讲解protected会更容易理解,同时再对这四种限定符进行一个复盘:
情况1:包内类内访问
package test1; class B { private int a; //类内权限 int b; //包内权限 protected int c;//父子权限、包内权限 public int d; //全局权限 public void func1() { this.a=10; this.b=11; this.c=12; this.d=13; } }
情况2:包内类外访问
package test1; public class Test { public static void main(String[] args) { B test1=new B(); //test1.a=10;//报错,只能在类内访问 test1.b=11; test1.c=12; test1.d=13; } }
情况3:包外子类访问
package test2; public class Test3 extends B { public void func3() { //super.a=10;//报错,只能在类内访问 //super.b=12;//报错,只能在包内访问 super.c=13; super.d=14; } }
情况4:包外非子类访问
package test3; public class Test4 { public void func4() { B test4=new B(); test4.a=10;//报错,只能在类内访问 test4.b=11;//报错,只能在包内访问 test4.c=12;//报错,不能在包外非子类访问 test4.d=13; } }
九、Java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,所以继承方式也可能有很多种,但是Java中只支持一下3种继承方式:
继承建议:
我们在实际的业务开发中, 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。
十、final 关键字
final关键可以用来修饰变量
、成员方法
以及类
,这种修饰都很简单,很容易理解,这里就不再展开介绍了:
- 修饰变量或字段(类成员):表示常量(即不能修改)
- 修饰类:表示此类不能被继承
- 修饰方法:表示该方法不能被重写(下期介绍)
拓展: 我们平时是用的 String 字符串类, 就是用 final 修饰的, 不能被继承.
十一、继承与组合
继承(Inheritance) :是一种联结类与类的层次模型。指的是一个类继承另外的一个类的功能,并可以增加它自己的新功能的能力,即
is-a
的关系。
组合(Composition):体现的是整体与部分、拥有的关系,即has-a
的关系。
解释组合最好的例子就是汽车:汽车是由轮胎、发动机、方向盘、车载系统等的关系的组合。
// 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灵活的选择,一般建议:能用组合尽量用组合
总结
本章介绍了面向对象三大特性之一的继承,对继承中的各种细节进行了一个较为全面的补充说明。笔者尽量做到句句重点,如有欠缺,欢迎随时指正!铁汁们,我们下期再见!🥰