作者 :ふり
专栏 :JavaSE
格言 : I came ; I saw ; I conquer
文章目录一、继承 1.1 为什么需要继承
- 一、继承
- 1.1 为什么需要继承
- 1.2 继承概念
- 1.3 继承的语法
- 1.4 父类成员访问
- 1.4.1 子类中访问父类的成员变量
- 1.4.2 子类中访问父类的成员方法
- 1.5 super关键字
- 1.6 子类构造方法
- 1.7 super和this
- 1.8 再谈初始化
- 1.9 protected 关键字
- 1.10 继承方式
- 1.11 final 关键字
- 1.12 继承与组合
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
使用Java语言来进行描述,就会设计出:
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(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
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。
1.2 继承概念
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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。
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继承主要解决的问题是:共性的抽取,实现代码复用。
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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。
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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)
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 { // ... }
class Animal{ public String name; public int age; public void barks(){ System.out.println(name + "叫!!!"); } } class Dog extends Animal{ public void eat(){ System.out.println(name + "正在吃饭" + " 年龄 " + age); } } class Cat extends Animal{ public void catchMouse(){ System.out.println(name + "正在抓老鼠" + "年龄" + age); } } public class Test { public static void main(String[] args) { Dog dog = new Dog(); dog.name = "旺财"; dog.age = 6; dog.eat(); } }
1.4 父类成员访问注意:
- 子类会将父类中的成员变量或者成员方法继承到子类中了
- 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
- 继承一般不要超过三层
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?
1.4.1 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
class Base{ int a; int b; } public class Derived extends Base{ int c; public void method(){ a = 10; b = 20; c = 30; } }
- 子类和父类成员变量同名
class Base{ int a; int b; } public class Derived extends Base{ int a; int c; public void method(){ a = 10;//当父类和子类都拥有同名的变量的时候,优先访问子类自己 b = 20; c = 30; System.out.println(a); System.out.println(b); System.out.println(c); } public static void main(String[] args) { Derived derived = new Derived(); derived.method(); //打印父类中的 a 看看,发现结果是 0 ,所以没有赋值给父类 Base base = new Base(); System.out.println(base.a); } }
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。
- 但是如果非要访问父类该怎么办
class Base{ int a; int b; } public class Derived extends Base{ int a; int c; public void method(){ super.a = 10; b = 20; c = 30; System.out.println(super.a); System.out.println(a); System.out.println(b); System.out.println(c); } public static void main(String[] args) { Derived derived = new Derived(); derived.method(); } }
1.4.2 子类中访问父类的成员方法
- 成员方法名字不同
class Base{ int a; int b; 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() } public static void main(String[] args) { } }
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
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(),父类的无法访问到,优先自己的 } public static void main(String[] args) { Derived derived = new Derived(); derived.methodC(); } } Base中的methodA() Derived中的method(int)方法 Derived中的methodB()方法
【说明】
- 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;
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?
1.5 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。
- super 的三种使用方法
super.data; 访问父类普通成员变量 super.func(); 访问父类的普通成员方法 super(); 调用父类的构造方法
- 例子演示 :
class Animal{ public String name; public int age; public void eat(){ System.out.println(name + " 吃饭"); } } class Dog extends Animal{ //傻狗,狗的特殊属性 public String silly; public String name = "hello"; public void houseGuard(){ //this 会优先访问子类自己的,如果子类不存在,会访问父类 System.out.println(this.name + " 正在看家护院" ); // super是获取到子类对象中从父类继承下来的部分 //super 只是一个关键字,在代码层面上,达到易读的效果 System.out.println(super.name + " 正在看家护院" ); //调用父类中的 eat() ,不建议调用静态 super.eat(); } } class Cat extends Animal{ public void catchMouse(){ System.out.println(name + "正在抓老鼠"); } } public class Test extends Animal { public static void main(String[] args) { Dog dog = new Dog(); dog.houseGuard(); } }
【注意事项】
- 只能在非静态方法中使用
- 在子类方法中,访问父类的成员变量和方法。
1.6 子类构造方法
class Animal{ public String name; public int age; //带两个参数的构造方法 public Animal(String name, int age) { this.name = name; this.age = age; System.out.println("Animal(String,int)"); } } class Dog extends Animal{ //傻狗,狗的特殊属性 public String silly; public Dog(String name,int age,String silly){ //1.先帮父类初始化,必须放在第一行 super(name, age); this.silly = silly; System.out.println("Dog(String,int,String)"); } } class Cat extends Animal{ public Cat(String name,int age,String silly){ //1.先帮父类初始化,必须放在第一行 super(name, age); } } public class Test{ public static void main(String[] args) { Dog dog = new Dog("张三",10,"silly"); } } //Animal(String,int) //Dog(String,int,String)
- 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:子类对象中成员是有两部分组成的,基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,将子类自己新增加的成员初始化完整 。
1.7 super和this注意:
- 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
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中的关键字
- 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
1.8 再谈初始化
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。在有继承关系时的执行顺序
class Animal{ public String name; public int age; static { System.out.println("这是Animal的静态代码块"); } { System.out.println("这是Animal的实例代码块"); } public Animal(String name, int age) { this.name = name; this.age = age; System.out.println("这是Animal的构造方法"); } } class Dog extends Animal{ static { System.out.println("这是Dog的静态代码块"); } { System.out.println("这是Dog的实例代码块"); } public String silly; public Dog(String name,int age,String silly){ super(name, age); this.silly = silly; System.out.println("这是Dog的构造方法"); } } //这是Dog的静态代码块 //这是Animal的实例代码块 //这是Animal的构造方法 //这是Dog的实例代码块 //这是Dog的构造方法 //====================== //这是Cat的静态代码块 //这是Animal的实例代码块 //这是Animal的构造方法 //这是Cat的实例代码块 //这是Cat的构造方法
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
1.9 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包中被访问。
No | 范围 | private ( 私有的) | default ( 默认的 ) | protected ( 受保护的) | public ( 公开的) |
---|---|---|---|---|---|
1 | 同一包中的同一类 | ✔ | ✔ | ✔ | ✔ |
2 | 同一包中的不同类 | ✔ | ✔ | ✔ | |
3 | 不同包中的子类 | ✔ | ✔ | ||
4 | 不同包中的非子类 | ✔ |
-
同一包中的同一类
-
同一包中的不同类
-
不同包中的子类
-
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, 只暴露出 必要 的信息给类的调用者.
因此我们在使用的时候应该尽可能的使用 比较严格 的访问权限. 例如如果一个方法能用 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, 还是更希望同学们能写代码的时候认真思考, 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)
1.10 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,比如 :
- 但在Java中只支持以下几种继承方式:
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. 而我们真正在公司中所遇到的项目往往业务比较复杂, 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。
- 如果想从语法上进行限制继承, 就可以使用 final 关键字。
1.11 final 关键字
final关键可以用来修饰变量、成员方法以及类。
- 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
- 修饰类:表示此类不能被继承
final public class Animal { ... } public class Bird extends Animal { ... } / / 编译出错 Error:(3, 27) java: 无法从最终com.bit.Animal进行继
我们平时是用的 String 字符串类, 就是用 final 修饰的, 不能被继承
- 修饰方法:密封方法,表示该方法不能被重写
1.12 继承与组合
class Student { } class Teacher{ } class School{ public Student[] students; public Teacher[] teachers; }
- 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选择,
一般建议:能用组合尽量用组合。
继承和组合