Java 继承与多态

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Java 继承与多态

Pretend..   2022-05-28 我要评论

一、继承

1、继承的概念

继承机制:是面向对象程序设计是代码可以复用的最重要手段,允许程序员在保持原有类特性的基础上进行扩展,增加新的功能,产生的新类,成为派生类/子类。继承主要解决的问题是:共性的抽取,实现代码的复用。

2、继承的语法

表示类与类的继承关系,需要借助关键字extends,语法如下:

修饰符  class  子类/派生类   extends  父类/基类/超类{

       //…………

}

  • 子类会将父类的成员变量或者成员方法继承到子类中
  • 子类继承父类后,必须添加自己特有的成员,体现与基类的不同

3、父类成员访问

(1)子类中访问父类的成员变量

  • 不存在同名成员变量时,正常访问就行
  • 存在同名成员变量,使用(super.变量名)实现父类成员变量的访问
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
    }
}
  • 访问成员变量时,优先访问自己的成员变量。即同名成员变量访问时,优先访问子类的。即:子类将父类的成员隐藏了
  • 成员变量访问遵循就近原则,自己有优先自己的,自己没有则向父类中查找。

(2)子类中访问父类的成员方法

  • 成员方法名字不同,正常访问即可
  • 成员方法名字相同,可以通过 【super.方法名】访问同名父类方法

如果父类和子类同名方法的参数列表不同(重载),根据调用方法时传递的参数选择合适的方法访问。

如果父类和子类的同名方法原型一致,则访问子类的

4、super关键字

super关键字的主要作用是:在子类方法中访问父类的同名成员。(只能在非静态方法中使用)

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; 
    char b; 
    // 与父类中methodA()构成重载
    public void methodA(int a) {
        System.out.println("Derived中的method()方法");
    }
    // 与父类中methodB()构成重写
    public void methodB(){
        System.out.println("Derived中的methodB()方法");
    }
    public void methodC(){
        a = 100; // 等价于: this.a = 100;
        b = 101; // 等价于: this.b = 101;
        // 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;
        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methodA(),基类的无法访问到
        super.methodB(); // 访问基类的methodB()
    }
}

5、子类构造方法

子类对象构造时,需要先调用父类的构造方法,然后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()");
    }
}
  • 若父类显示定义无参或者默认的构造函数,在子类的构造方法第一行默认有隐含的super()调用。
  • 父类定义带参数的构造方法时,编译器不会再给子类生成默认的构造方法,需要子类显式定义,并在子类构造方法中调用合适的父类构造方法
  • 子类构造方法中,super(……)调用父类构造方法,必须是子类构造方法的第一条语句
  • 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

6、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,那么它们之间的区别是什么?

(1)相同点

  • 都是java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属性
  • 必须作为构造方法中的第一条语句,并且不能同时存在

(2)不同点

  • this是当前对象的引用,super是子类对象中从父类继承的成员的引用
  • this是非静态成员方法的一个隐藏参数,super不是隐藏参数
  • 在构造方法中:this()用于调用本类的构造方法,super()用来调用父类构造方法,两种调用不能同时出现在构造方法中
  • 子类的构造方法中一定会存在super()的调用,但是this()用户不写就没有

7、代码块执行顺序

【普通类】

  • 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,才会执行实例代码块,最后执行构造方法

【继承关系上的执行顺序】

  • 父类静态代码块优先于子类静态代码块执行,最早执行
  • 父类实例代码块和父类构造方法紧接着执行
  • 子类的实例代码块和构造方法最后执行
  • 第二次实例化子类对象时,父类和子类的静态代码块不会再执行

8、继承方式

【注】Java中不支持多继承

  • super只能指代直接父类
  • 继承关系一般不超过三层

9、final关键字

  • 修饰变量时,表示常量(不能修改)
  • 修饰类:此类不能被继承
  • 修饰方法:表示方法不能被重写

10、继承和组合

组合和继承都能实现代码的复用。组合没有涉及到特殊的语法(如extend关键字),仅仅是将一个类的实例作为另一个类的属性。

  • 继承表示对象与对象之间是is-a的关系
  • 组合表示对象与对象之间是has-a的关系

一般建议:能用组合尽量用组合

二、多态

1、向上转型

通过父类类型的引用调用子类对象,向上转型是安全的

【发生向上转型的时机】

  • 直接赋值
  • 方法传参
  • 函数的返回值
public class TestAnimal {
    // 2. 函数传参:形参为父类引用,可以接收任意子类的对象
    public static void eatFood(Animal a) {
        a.eat();
    }
 
    // 3. 作返回值:返回任意子类对象
    public static Animal buyAnimal(String var) {
        if ("狗" == var) {
            return new Dog("狗狗", 1);
        } else if ("猫" == var) {
            return new Cat("猫猫", 1);
        } else {
            return null;
        }
    }
 
    public static void main(String[] args) {
        Animal cat = new Cat("元宝", 2); // 1. 直接赋值:子类对象赋值给父类对象
        Dog dog = new Dog("小七", 1);
    }
}

优缺点:

  • 优点:让代码更加灵活
  • 缺点:不能访问到子类特有的方法

2、重写

函数名相同、参数列表相同、返回值相同或是【协变类型】(父子类关系)

【方法重写的规则】

  • 重写的方法访问权限不能比父类中原方法的的权限低;
  • 父类中被static、private、final修饰的方法、构造方法不能被重写;
  • 重写的方法,可以使用 @override 注解来显示指定(帮助我们进行一些合法性的检验)。比如方法名拼写错误,编译会报错;
  • 重写的返回值类型可以不同,但是必须具有父子关系。
  • 被final修饰的方法,叫做密封方法,该方法不能被重写。
  • 外部类只能是public或者默认权限

【动态绑定和静态绑定】

  • 动态绑定:发生的条件(1、父类引用引用子类对象;2、通过父类引用,可以访问到子类中的方法)。后期绑定,即在编译时不能确定方法的行为,需要等到程序运行时,才能够确定调用哪个类的方法;
  • 静态绑定:前期绑定,编译时,根据用户传递的参数类型确定具体的调用方法(函数重载)

3、多态

一个引用调用同一个方法,可以表现出不同的形式,这种思想称为多态。在父类的构造方法中不要调用重写的方法。

【多态实现的条件】

  • 必须在继承条件下
  • 子类对父类方法进行重写
  • 通过父类引用调用重写的方法
  • 发生了向上转型
public class Animal(){
    String name;
    int age;
    public Animal(String name, int age){
        this.name = name;
        this.age = age;
    }
    public void eat(){
        System.out.println(name + "吃饭");
        }
}
public class Cat extends Animal{
    public Cat(String name, int age){
        super(name, age);
    }
    @Override
    public void eat(){
        System.out.println(name+"吃鱼~~~");
    }
}
public class Dog extends Animal {
    public Dog(String name, int age){
        super(name, age);
    }
    @Override
    public void eat(){
        System.out.println(name+"吃骨头~~~");
    }
}
public class TestAnimal {
    // 编译器在编译代码时,并不知道要调用Dog 还是 Cat 中eat的方法
   // 等程序运行起来后,形参a引用的具体对象确定后,才知道调用那个方法
   // 注意:此处的形参类型必须时父类类型才可以
    public static void eat(Animal a){
        a.eat();
    }
    public static void main(String[] args) {
        Animal animal1 = new Cat("元宝",2);
        Animal animal2 = new Dog("小七", 1);
        eat(animal1);
        eat(animal2);
    }
}

【注】Java中所有的类默认继承Object类

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