Java面向对象之——继承

简介: Java面向对象之——继承

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。

image.png

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:

  1. 如果访问的成员变量子类中有,优先访问自己的成员变量。
  2. 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。
  3. 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:

  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。
  3. 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:

  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,即调用基类构造方法。
  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。

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

  1. 都是Java中的关键字
  2. 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
  3. 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
  4. 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

  1. 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
  2. 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
  3. 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
  4. 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:

  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

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,这种修饰都很简单,很容易理解,这里就不再展开介绍了:

  1. 修饰变量或字段(类成员):表示常量(即不能修改)
  2. 修饰类:表示此类不能被继承
  3. 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!🥰

目录
打赏
0
0
0
0
21
分享
相关文章
|
1月前
|
Java 面向对象编程的三大法宝:封装、继承与多态
本文介绍了Java面向对象编程中的三大核心概念:封装、继承和多态。
121 15
|
3月前
|
在Java中,接口之间可以继承吗?
接口继承是一种重要的机制,它允许一个接口从另一个或多个接口继承方法和常量。
291 60
|
2月前
|
java中面向过程和面向对象区别?
java中面向过程和面向对象区别?
38 1
还不明白面向对象? 本文带你彻底搞懂面向对象的三大特征(2024年11月Java版)
欢迎来到我的博客,我是瑞雨溪,一名热爱JavaScript和Vue的大一学生。如果你从我的文章中受益,欢迎关注我,我将持续更新更多优质内容。你的支持是我前进的动力!🎉🎉🎉
37 0
还不明白面向对象? 本文带你彻底搞懂面向对象的三大特征(2024年11月Java版)
面向对象设计原则在Java中的实现与案例分析
【10月更文挑战第25天】本文通过Java语言的具体实现和案例分析,详细介绍了面向对象设计的五大核心原则:单一职责原则、开闭原则、里氏替换原则、接口隔离原则和依赖倒置原则。这些原则帮助开发者构建更加灵活、可维护和可扩展的系统,不仅适用于Java,也适用于其他面向对象编程语言。
63 2
|
4月前
|
在Java多线程编程中,创建线程的方法有两种:继承Thread类和实现Runnable接口
【10月更文挑战第20天】在Java多线程编程中,创建线程的方法有两种:继承Thread类和实现Runnable接口。本文揭示了这两种方式的微妙差异和潜在陷阱,帮助你更好地理解和选择适合项目需求的线程创建方式。
69 3
|
4月前
|
在Java多线程编程中,实现Runnable接口通常优于继承Thread类
【10月更文挑战第20天】在Java多线程编程中,实现Runnable接口通常优于继承Thread类。原因包括:1) Java只支持单继承,实现接口不受此限制;2) Runnable接口便于代码复用和线程池管理;3) 分离任务与线程,提高灵活性。因此,实现Runnable接口是更佳选择。
96 2
|
4月前
|
Java中多线程编程的基本概念和创建线程的两种主要方式:继承Thread类和实现Runnable接口
【10月更文挑战第20天】《JAVA多线程深度解析:线程的创建之路》介绍了Java中多线程编程的基本概念和创建线程的两种主要方式:继承Thread类和实现Runnable接口。文章详细讲解了每种方式的实现方法、优缺点及适用场景,帮助读者更好地理解和掌握多线程编程技术,为复杂任务的高效处理奠定基础。
72 2
|
4月前
|
Java多线程初学者指南:介绍通过继承Thread类与实现Runnable接口两种方式创建线程的方法及其优缺点
【10月更文挑战第20天】Java多线程初学者指南:介绍通过继承Thread类与实现Runnable接口两种方式创建线程的方法及其优缺点,重点解析为何实现Runnable接口更具灵活性、资源共享及易于管理的优势。
76 1
封装,继承,多态【Java面向对象知识回顾①】
本文回顾了Java面向对象编程的三大特性:封装、继承和多态。封装通过将数据和方法结合在类中并隐藏实现细节来保护对象状态,继承允许新类扩展现有类的功能,而多态则允许对象在不同情况下表现出不同的行为,这些特性共同提高了代码的复用性、扩展性和灵活性。
封装,继承,多态【Java面向对象知识回顾①】

热门文章

最新文章

AI助理

你好,我是AI助理

可以解答问题、推荐解决方案等