Java 继承

继承是面向对象编程技术的一块基石,因为它允许创建分等级层次的类

继承就是子类继承父类的特征和行为,使得子类对象具有父类的实例域和方法,或子类从父类继承方法,使得子类具有父类相同的行为

继承需要符合的关系是:is-a,父类更通用,子类更具体

下图生动了演示了什么是继承

  1. 兔子和羊属于食草动物类,狮子和豹属于食肉动物类
  2. 食草动物和食肉动物又是属于动物类

虽然食草动物和食肉动物都是属于动物,但是两者的属性和行为上有差别,所以子类会具有父类的一般特性也会具有自身的特性

语法

Java 中使用 extends 关键字可以申明一个类是从另外一个类继承而来的

class Parent {
}

class Child extends Parent {
}

为什么需要继承

这个问题难描述,我们通过生活中的一个例子来慢慢讲解

假如我们需要开发动物类,其中动物分别为企鹅以及老鼠,要求如下:

  1. 企鹅:属性(姓名,id),方法(吃,睡,自我介绍)
  2. 老鼠:属性(姓名,id),方法(吃,睡,自我介绍)

那么一般的写法如下

企鹅

public class Penguin { 
    private String name; 
    private int id; 

    public Penguin(String myName, int  myid) { 
        name = myName; 
        id = myid; 
    } 

    public void eat(){ 
        System.out.println(name+"正在吃"); 
    }

    public void sleep(){
        System.out.println(name+"正在睡");
    }

    public void introduction() { 
        System.out.println("大家好!我是"         + id + "号" + name + "."); 
    } 
}

老鼠

public class Mouse { 
    private String name; 
    private int id; 

    public Mouse(String myName, int  myid) { 
        name = myName; 
        id = myid; 
    } 

    public void eat(){ 
        System.out.println(name+"正在吃"); 
    }
    public void sleep(){
        System.out.println(name+"正在睡");
    }
    public void introduction() { 
        System.out.println("大家好!我是"         + id + "号" + name + "."); 
    } 
}

是不是写着写着感觉有点累,两个类的代码存在大量重复,要是只要写一遍就好了

加入我们有更多的具体动物类,岂不是要写到死,这样的后果就是代码量大且臃肿,而且维护性不高 (维护性主要是后期需要修改的时候,就需要修改很多的代码,容易出错)

所以要从根本上解决这两段代码的问题,就需要继承,将两段代码中相同的部分提取出来组成 一个父类

公共父类

public class Animal { 
    private String name;  
    private int id; 

    public Animal(String myName, int myid) { 
        name = myName; 
        id = myid;
    } 

    public void eat(){ 
        System.out.println(name+"正在吃"); 
    }

    public void sleep(){
        System.out.println(name+"正在睡");
    }

    public void introduction() { 
        System.out.println("大家好!我是"         + id + "号" + name + "."); 
    } 
}

Animal 类可以作为一个父类,然后企鹅类和老鼠类继承这个类之后,就具有父类当中的属性和方法,子类就不会存在重复的代码,维护性也提高,代码也更加简洁,提高代码的复用性 ( 复用性主要是可以多次使用,不用再多次写同样的代码)

有了 Animal 类和继承机制,我们就可以重写 企鹅 和 老鼠了

企鹅类

public class Penguin extends Animal { 
    public Penguin(String myName, int myid) { 
        super(myName, myid); 
    } 
}

老鼠类

public class Mouse extends Animal { 
    public Mouse(String myName, int myid) { 
        super(myName, myid); 
    } 
}

代码是不是简单而且有逻辑多了

继承的特性

  1. 子类拥有父类非 private 的属性,方法
  2. 子类可以拥有自己的属性和方法,即子类可以对父类进行扩展
  3. 子类可以用自己的方式实现父类的方法
  4. Java的继承是单继承,但是可以多重继承,单继承就是一个子类只能继承一个父类,多重继承就是,例如 A类继承 B 类,B 类继承 C 类,所以按照关系就是 C 类是 B类的父类, B 类是 A 类的父类
  5. 提高了类之间的耦合性 ( 继承的缺点,耦合度高就会造成代码之间的联系 )

extends 和 implements

Java 中的继承可以使用 extends 和 implements 这两个关键字来实现继承

所有的类都是继承于 java.lang.Object

当一个类没有继承任何父类的时候,则默认继承 Object

这个类在 java.lang 包中,所以不需要 import 祖先类

extends 关键字

Java 中,类的继承是单一继承,也就是说,一个子类只能拥有一个父类,所以 extends 只能继承一个类

public class Animal { 
    private String name;   
    private int id; 

    public Animal(String myName, String myid) { 
        //初始化属性值
    } 

    public void eat() {  /*吃东西方法的具体实现*/ } 
    public void sleep() { /*睡觉方法的具体实现*/ } 
}

public class Penguin  extends  Animal{}

implements 关键字

implements 关键字可以变相的使 java 具有多继承的特性,使用范围为类继承接口的情况,可以同时继承多个接口

接口跟接口之间采用逗号分隔

public interface A {
    public void eat();
    public void sleep();
}

public interface B {
    public void show();
}

public class C implements A,B {
}

super 与 this 关键字

Java 中的 super 关键字用于对父类成员的访问,用来引用当前对象的父类

this 关键字则指向自己的引用

class Animal {
  void eat() {
    System.out.println("animal : eat");
  }
}

class Dog extends Animal {
  void eat() {
    System.out.println("dog : eat");
  }
  void eatTest() {
    this.eat();   // this 调用自己的方法
    super.eat();  // super 调用父类方法
  }
}

public class Test {
  public static void main(String[] args) {
    Animal a = new Animal();
    a.eat();
    Dog d = new Dog();
    d.eatTest();
  }
}

编译运行以上 Java 范例,输出结果如下

animal : eat
dog : eat
animal : eat

final 关键字

final 关键字有了两个作用

  1. 当用于修饰类时可以把类定义为不能继承的,即最终类
  2. 当用于修饰方法时,该方法不能被子类重写

修饰类

final class 类名 { /*类体*/}

修饰方法

(public/private/default/protected) final 返回值类型 方法名(){ /*方法体*/ }

实例变量也可以被定义为 final,被定义为 final 的变量不能被修改

被声明为 final 类的方法自动地声明为 final,但是实例变量并不是 final

构造器

Java 中,子类不能继承父类的构造器 ( 构造方法或者构造函数 )

父类的构造器带有参数的,则必须在子类的构造器中显式地通过 super 关键字调用父类的构造器并配以适当的参数列表

如果父类有无参构造器,则在子类的构造器中用 super 调用父类构造器不是必须的,如果没有使用 super 关键字,系统会自动调用父类的无参构造器

class SuperClass {
  private int n;
  SuperClass(){
    System.out.println("SuperClass()");
  }
  SuperClass(int n) {
    System.out.println("SuperClass(int n)");
    this.n = n;
  }
}
class SubClass extends SuperClass{
  private int n;

  SubClass(){
    super(300);
    System.out.println("SubClass");
  }  

  public SubClass(int n){
    System.out.println("SubClass(int n):"+n);
    this.n = n;
  }
}
public class TestSuperSub{
  public static void main (String args[]){
    SubClass sc = new SubClass();
    SubClass sc2 = new SubClass(200); 
  }
}

编译运行以上 Java 代码,输出结果如下

SuperClass(int n)
SubClass
SuperClass()
SubClass(int n):200

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