Java之继承和多态

继承

一、继承相关基础

1.1 为什么需要继承

先看下代码

// 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 ( name + " 喵喵喵 ~~~" );

}

}

以上代码中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

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（即通用代码重复使用） 。

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。

上述代码中， 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 ( 后面讲）。

1.3 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

修饰符 class 子类 extends 父类 {

// ...

}

// 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 ~~~" );

}

1.4 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

public class Base {

int a ;

int b ;

}

public class Derived extends Base {

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

char b ; // 与父类中成员 b 同名，但类型不同

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

1.4.2 子类中访问父类的成员方法

【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；

二、super关键字

2.1为什么要使用super关键字

如果子类中存在与父类中相同名字的成员时，使用super在子类中访问父类的变量和方法。

public class Base {

int a ;

int b ;

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 {

int a ; // 与父类中成员变量同名且类型相同

char 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 method() 方法 " );

}

// 与基类中 methodB() 构成重写 ( 即原型一致，重写后序详细介绍 )

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，访问的都是子类的

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

// 访问父类的成员变量时，需要借助 super 关键字

// 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()

}

}

在子类方法中，如果想要明确访问父类中成员时，借助 super 关键字即可。

【 注意事项 】

1. 只能在非静态方法中使用（因为子类继承到父类的东西也属于对象）

2. 在子类方法中，访问父类的成员变量和方法 。

super 的其他用法在后文中介绍。

2.2 子类构造方法

父子父子，先有父再有子，即：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。

public class Base {

public Base (){

System . out . println ( "Base()" );

}

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 。

注意：

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

1.7 super 和 this

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 】

1. 都是 Java 中的关键字

2. 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

3. 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 】

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

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默认会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 ()

，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

注意：

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

2.3super和this的对比

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 】

1. 都是 Java 中的关键字

2. 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

3. 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 】

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

2.4 再谈初始化

待更新

三、protected关键字

那父类中不同访问权限的成员，在子类中的可见性是什么样子呢

// 为了掩饰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

// extend01 包中

public class B {

private int a ;

protected int b ;

public int c ;

int d ;

}

// 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

}

// extend02 包中

// 不同包中的子类

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子类中可以直接访问

super . c = 30 ; // 父类中 public 修饰的成员在不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不同包子类中不能直接访问

}

// extend02 包中

// 不同包中的类

public class TestC {

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 成员在不同包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去了。

四、final关键字

final 关键可以用来修饰变量、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

修饰类：表示此类不能被继承

五、继承与组合