【Java】继承、super、final、子类构造方法-阿里云开发者社区

1.为什么需要继承

Java中使用类对现实中实体进行描述，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，那在设计程序时就需要考虑如何简化。

比如：狗和猫，他们都是动物。

使用Java语言来进行描述，就会设计出：

//Dog.java
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.java
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("喵喵喵~~~");
    }
}

通过观察上述代码会发现，狗和猫的类中存在大量重复，如下图所示：

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。

2.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侧好难过新设计的层次结构，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，实现代码的复用。

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的成员，子类在实现时只需要关心自己新增的成员即可。

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。

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{
      //...
}

对前面场景中的Dog和Cat类使用继承方式重新设计：

//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~~~");
    }
}

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属性是从父类属性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：

子类会将父类中的成员变量或者成员方法继承到子类中。

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。

4.父类成员访问

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

4.1子类和父类不存在同名成员变量

1.子类和父类不存在同名成员变量

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

public class Derived extends Base{  //子类
    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
    }
}

2.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
    int b;     //与父类中成员b同名，且类型相同
 
    public void method(){
        a = 100;   //访问父类继承的a，还是子类自己新增的a？
        b = 101;   //访问父类继承的b，还是子类自己新增的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
    }
}

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。

4.2子类中访问父类的成员方法

1.成员方法名字不同

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

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时，则优先访问自己的，自己没有时在到父类中找，如果父类中也没有则报错。

2.成员方法名字相同

public class Derived extends Base{
    public void methodA(int a){
        System.out.println("Derived中的methodA()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，永远访问到的都是子类中的methodB()，父类的无法访问到
    }
}

public class Derived extends Base{
    public void methodA(int a){
        System.out.println("Derived中的methodA()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，永远访问到的都是子类中的methodB()，父类的无法访问到
    }
}

总结：

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，否则编译出错。

通过子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），根据调用方法传递的参数选择合适的方法访问，如果没有则报错。

问题：

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？

5.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。

public class Base {
    int a;
    int b;
    public void methodA(){
        System.out.println("Base中的methodA()方法");
    }
 
    public void methodB(){
        System.out.println("Base中的methodB()方法");
    }
}

public class Derived extends Base{
    int a;  //与父类中成员变量同名且类型相同
    int 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methodA()方法");
    }
 
    //与父类中的methodB()构成重写
    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
        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
 
        //访问父类成员变量时，需要借助super关键字
        //super是获取到子类对象中从父类继承下来的部分
        super.a = 200;
        super.a = 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
        methodA();      //没有传参，访问父类的methodA
        methodA(20); //传递int参数，访问子类的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，永远访问到的都是子类中的methodB()
        super.methodB();//访问父类中的methodB()
    }
}

在子类方法中，如果想要明确访问父类中的成员时，借助super关键字即可。

【注意事项】：

只能在非静态方法中使用，在静态方法中this和super都不能使用。

在子类方法中，访问父类的成员变量和方法。

6.子类构造方法

先有父再有子，即：子类对象构造时，需要先调用父类构造方法，然后再执行子类的构造方法。

public class Base {
    public Base(){
        System.out.println("Base()");
    }
}

public class Derived extends Base {
    public Derived() {
        //super(); //注意子类构造方法中会默认调用基类的无参构造方法：super()
        //用户没有写时，编译器会自动添加，而且super()必须是子类构造方法中的第一条语句，
        //并且只能出现一次
        System.out.println("Derived()");
    }
}

public class Test{
    public static void main(String[] args) {
        Derived d = new Derived();
    }
}
 
结果打印：
Base()
Derived()

在子类构造方法中，并没有写任何关于基类构造的代码，但是在构造子类对象时，先执行基类的构造方法，然后执行子类的构造方法。

因为子类对象中的成员是由两个部分组成，基类继承下来的以及子类新增加的部分。先有父再有子，所以在构造子类对象时，先要调用基类的构造方法，将从基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，将子类自己新增的成员初始化完整。

注意：

若父类显示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函的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示定义构造方法，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。

7.this和super

super和this都可以在成员方法中用来访问：成员变量和调用其他的成员函数，都可以作为构造方法的第一条语句，那他们之间有什么区别呢？

【相同点】：

都是Java关键字。

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。

【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对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。

8.再谈初始化

我们回顾一下几个重要的代码块：示例代码块和静态代码块，在没有继承关系时的执行顺序。

public 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("示例代码块执行");
    }
 
    static{
        System.out.println("静态代码块执行");
    }
 
    public static void main(String[] args) {
        Person person1 = new Person("haha",10);
        System.out.println("============================");
        Person person2 = new Person("wawa",18);
    }
}
//执行结果：
静态代码块执行
示例代码块执行
构造方法执行
============================
示例代码块执行
构造方法执行

静态代码块先执行，并且只执行一次，在类加载阶段执行。

当有对象创建时，才会执行示例代码块，示例代码块执行完成后，最后构造方法执行。

【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:示例代码块执行");
    }
 
    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 static void main(String[] args) {
        Student stu1 = new Student("张三",18);
        System.out.println("=============================");
        Student stu2 = new Student("李四",19);
    }
}
//运行结果：
Person:静态代码块执行
Student:静态代码块执行
Person:示例代码块执行
Person:构造方法执行
Student:实例代码块执行
Student:构造方法执行
=============================
Person:示例代码块执行
Person:构造方法执行
Student:实例代码块执行
Student:构造方法执行

通过分析运行结果，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。

父类示例代码块和父类构造方法紧接着执行。

子类示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。

9.protected关键字

在类和对象章节中，为了实现封装特性，Java中引入了访问限定符，主要限定：类或者类中成员能否在类外或者其他类中被访问。

那父类中不同访问权限的成员，在子类中的可见性又是什么样子呢？

package extend01; //extend01包中
//为了演示基类中不同访问权限在子类中的可见性，
//为了简单，类B中就不设置成员方法了
public class B {
    private int a;
    protected int b;
    public int c;
    int d;
}

package extend01;  //extend01包中
//同一个包中的子类
public class D extends B{
    public void method(){
        //super.a = 10; //编译报错，父类private成员在相同包子类中不可见
        super.b = 20;   //父类中protected成员在相同包子类中可以直接访问
        super.c = 30;   //父类中public成员在相同包子类中可以直接访问
        super.d = 40;   //父类中默认访问权限修饰的成员在相同包子类中可以直接访问
    }
}

package extend02;   //extend02包中
import extend01.B;  //引用extend01包中的B类
 
public class C extends B{
    public void method(){
        //super.a = 10; //编译报错，父类中private成员在不同包子类中不可见
        super.b = 20;   //父类中protected修饰的成员在不同包类中可以直接访问
        super.c = 30;   //父类中public修饰的成员在不同的包子类中可以直接访问
        //super.d = 40; //父类中默认访问权限修饰的成员在不同包子类中不能直接访问
    }
}

package extend02;  //extend02包中
//不同包中的类
public class TextC {
    public static void main(String[] args) {
        C c = new C();
        c.method();
        //System.out.println(c.a); //编译报错，父类中private成员在不同包其他类中不可见
        //System.out.println(c.b); //父类中protected成员在不同包其他类中不能直接访问
        System.out.println(c.c);   //父类中public成员在不通报其他类中可以直接访问
        //System.out.println(c.d); //父类中默认访问权限修饰的成员在不同包其他类中不能直接访问
    }
}

【注意】：

父类中private成员变量虽然在子类中不能直接访问，但是也继承到子类中了。

什么时候下用哪一种呢？

我们希望类要尽量做到“封装”，即隐藏内部实现细节，值暴露出必要的信息给类的调用者。

因此我们再使用时应该尽可能的使用比较严格的访问权限。例如：若一个方法能用private，就尽量不要用public。

另外，还有一种简单粗暴的做法：将所有的字段设为private，将所有的方法设为public。不过这种方式属于是对访问权限的滥用，最好还是在写代码的时候想一下，该类提供的字段方法到底给“谁”使用（是类内部自己用，还是类的调用者使用，还是子类使用）。

10.继承方式

在现实生活中，事物之间的关系是非常复杂、灵活多样的，比如：

但是在Java中只支持以下几种继承关系：

注意：Java中不支持多继承

时刻牢记，我们写的类是现实事物的抽象，而大部分项目都比较复杂，可能会涉及一系列复杂的概念，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集成层次太复杂，一般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。

如果想从语法上进行限制继承，就可以使用final关键字。

11.final关键字

final关键字可以用来修饰变量、成员方法以及类。

1.修饰变量或字段：表示常量（即不能修改）

final int a = 10;
a = 20;  //编译出错

2.修饰类：表示此类不能被继承

如果需要控制继承，此时这个类可以被final修饰，意味着当前类不可以被继承，此时这个类叫做密封类。

final public class Animal {
    int a;
    //...
}
 
public class Bird extends Animal{
    //...
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println(a);
    }
}
 
//编译出错--> java：无法从Aniamal中进行继承

我们平时用的String字符串类，就是用final修饰的，不能被继承。

String的源代码

3.修饰方法：表示该方法不能被重写（后续介绍）

12.继承与组合

和继承类似，组合也是一种表达类之间关系的方式，也是能够达到代码重用的效果。组合并没有涉及到特殊的语法（诸如 extends 这样的关键字），仅仅是将一个类的实例作为另外一个类的字段。

继承表示对象之间是 is - a 的关系，比如：狗是动物，猫是动物

组合表示对象之间是 has - a 的关系，比如：汽车

汽车和其轮胎、发动机、方向盘、车载系统等的关系就应该是组合，因为汽车是由这些部件组成的。

//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 vehicleSystem;  //可以复用车载系统中的属性和方法
    
    //...
}
 
class Benz extends Car{
    //将汽车中包含的：轮胎、发动机、车载系统全部继承下来
}

组合和继承都能实现代码的复用，应该使用继承还是组合，需要根据应用场景来选择，一般建议：能用组合尽量用组合。

继承和组合

【Java】继承、super、final、子类构造方法

1.为什么需要继承

2.继承的概念

3.继承的语法

4.父类成员访问

4.1子类和父类不存在同名成员变量

1.子类和父类不存在同名成员变量

2.子类和父类成员变量同名

4.2子类中访问父类的成员方法

1.成员方法名字不同

2.成员方法名字相同

5.super关键字

6.子类构造方法

7.this和super

8.再谈初始化

9.protected关键字

10.继承方式

11.final关键字

1.修饰变量或字段：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（后续介绍）

12.继承与组合

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【Java】继承、super、final、子类构造方法

1.为什么需要继承

2.继承的概念

3.继承的语法

4.父类成员访问

4.1子类和父类不存在同名成员变量

1.子类和父类不存在同名成员变量

2.子类和父类成员变量同名

4.2子类中访问父类的成员方法

1.成员方法名字不同

2.成员方法名字相同

5.super关键字

6.子类构造方法

7.this和super

8.再谈初始化

9.protected关键字

10.继承方式

11.final关键字

1.修饰变量或字段：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（后续介绍）

12.继承与组合

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