Java由浅入深刨析继承

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Java基础知识(继承)

继承

继承的介绍

继承是java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。描述的是事物之间的所属关系，这种关系是：is-a 的关系。

继承：就是子类继承父类的属性和行为，使得子类对象（实例）可以直接具有与父类相同的属性、相同的行为。子类可以直接访问父类中的非私有的属性和行为。

生活中的继承

Java由浅入深刨析继承

兔子和长颈鹿属于食草动物类，老虎和狮子属于食肉动物类。而食草动物和食肉动物又是属于动物类。

那是不是兔子、长颈鹿、老虎、狮子都属于动物类呢？答案是没错滴！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。我们就可以再多个类中存在相同属性和行为时，我们可以将这些内容抽取到单独一个类中，那么多个类无需再定义这些属性和行为，只要继承那一个类即可。

继承的好处

提高代码的复用性（减少代码冗余，相同代码重复利用）。
使类与类之间产生了关系。
子类拥有父类非 private 的属性、方法。
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。
子类可以用自己的方式实现父类的方法。
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越紧密，代码独立性越差）。
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 B 类继承 A 类，C 类继承 B 类，所以按照关系就是 B 类是 C 类的父类，A 类是 B 类的父类，这是 Java 继承区别于 C++ 继承的一个特性。

继承的格式

在Java当中会通过extends关键字可以申明一个类是从另外一个类继承而来的，一般形式如下：

class 父类 {
}

class 子类 extends 父类 {
}

需要注意一点： Java 不支持多继承，但支持多重继承。就如下：

class A {
}

class B extends A { (对的)
}

class C extends A, B { （错的）
}

class C extends B { （对的）
}

Java由浅入深刨析继承

顶层父类是Object类。所有的类默认继承Object，作为父类。

继承的demo

编写一个父类极其对应的子类信息

结构如下：

Java由浅入深刨析继承

代码如下：

父类Person：

package com.nz.pojo;

public class Person {
  private String name ;
  private int age ;

  public String getName() {
      return name;
  }

  public void setName(String name) {
      this.name = name;
  }

  public int getAge() {
      return age;
  }

  public void setAge(int age) {
      this.age = age;
  }
}

子类Student没有额外的属性和方法：

package com.nz.pojo;

/**
* 继承了Person特有的name, age，
* 没有额外的独有属性和方法
*/
public class Student extends Person{
}

子类Teacher多了一个工资的属性和独有的教书方法：

package com.nz.pojo;

/**
* 继承了Person特有的name, age，
* 多了自己独有的工资属性还有独有的教书方法
*/
public class Teacher extends Person{

  // 工资
  private double salary ;

  // 特有方法
  public void teach(){
      System.out.println("老师在认真教书！");
  }

  public double getSalary() {
      return salary;
  }

  public void setSalary(double salary) {
      this.salary = salary;
  }
}

编写测试代码：

package com.nz;

import com.nz.pojo.Student;
import com.nz.pojo.Teacher;

public class InheritDemo {
  public static void main(String[] args) {
      Teacher teacher = new Teacher();
      teacher.setName("最爱吃鱼罐头");
      teacher.setAge(18);
      teacher.setSalary(1999.99);
      System.out.println(teacher.getName());
      System.out.println(teacher.getAge());
      System.out.println(teacher.getSalary());
      teacher.teach();

      Student student = new Student();
      student.setName("罐头");
      student.setAge(12);
      //student.setSalary(1999.99); // student没有工资属性，报错！
      System.out.println(student.getName());
      System.out.println(student.getAge());
  }
}

结果如下：

最爱吃鱼罐头
18
1999.99
老师在认真教书！
罐头
12

从结果来看，子类继承父类，就可以直接得到父类的成员变量和方法。而子类可以编写一些特有的属性和方法，但是是否可以继承所有成分呢？

子类不能继承的内容

并不是父类的所有内容都可以给子类继承的：

super 与 this 关键字

这里先将这两个关键字，super和this在继承关系中，运用比较频繁。

super关键字：我们可以通过super关键字来实现对父类成员的访问，用来引用当前对象的父类。
this关键字：指向自己本类的引用。

super和this完整的用法如下：

this.成员变量 -- 本类的
super.成员变量 -- 父类的

this.成员方法名() -- 本类的
super.成员方法名() -- 父类的

具体演示，创建测试InheritDemo2：

package com.nz;

public class InheritDemo2 {
  public static void main(String[] args) {
      Animal a = new Animal();
      a.eat();
      Cat cat = new Cat();
      cat.eatFish();
  }
}

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

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

调用结果如下：

animal : eat
cat : eat
animal : eat

注意：

子类的每个构造方法中均有默认的super()，调用父类的空参构造。手动调用父类构造会覆盖默认的super()。

super() 和 this() 都必须是在构造方法的第一行，所以不能同时出现。

构造器不能被继承

子类不能继承父类的构造器（构造方法或者构造函数），它只是调用（隐式或显式）。因为子类有自己的构造器。值得注意的是子类可以继承父类的私有成员（成员变量，方法），只是子类无法直接访问而已，可以通过getter/setter方法访问父类的private成员变量。
如果父类的构造器带有参数，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。
如果父类构造器没有参数，则在子类的构造器中不需要使用 super 关键字调用父类构造器，系统会自动调用父类的无参构造器。
演示过程：

package com.nz;

public class InheritDemo3  {
  public static void main(String[] args) {
      System.out.println("------Teacher 类继承------");
      Teacher teacher = new Teacher();
      Teacher teacher2 = new Teacher("张三");
      System.out.println("------Student 类继承------");
      Student student = new Student();
      Student student2 = new Student("张三三");
  }
}
// 父类
class Person {
  private String name;
  Person(){
      System.out.println("调用了父类的无参构造器: Person()");
  }
  Person(String name) {
      System.out.println("调用了父类的带参构造器: Person(String name)");
      this.name = name;
  }
}
// Teacher子类继承Person
class Teacher extends Person{
  private String name;
  Teacher(){
      // 自动调用父类的无参数构造器 因为会有默认super();
      System.out.println("Teacher");
  }

  public Teacher(String name){
      super("最爱吃鱼罐头");  // 调用父类中带有参数的构造器
      System.out.println("Teacher(String name):"+name);
      this.name = name;
  }
}
// Student子类继承Person
class Student extends Person{
  private String name;

  Student(){
      super("heihei");  // 调用父类中带有参数的构造器
      System.out.println("SubClass2");
  }

  public Student(String name){ // 自动调用父类的无参数构造器
      System.out.println("Student(String name):"+name);
      this.name = name;
  }
}

结果如下：

------Teacher 类继承------
调用了父类的无参构造器: Person()
Teacher
调用了父类的带参构造器: Person(String name)
Teacher(String name):张三
------Student 类继承------
调用了父类的带参构造器: Person(String name)
SubClass2
调用了父类的无参构造器: Person()
Student(String name):张三三

final修饰的类不能被继承

final 关键字主要用在三个地方：变量、方法、类。

修饰类：表示该类不能被继承；
修饰方法：表示方法不能被重写；
修饰变量：表示变量只能一次赋值以后值不能被修改（常量）。

final 的特点：

对于一个 final 变量，如果是基本数据类型的变量，则其数值一旦在初始化之后便不能更改；如果是引用类型的变量，则在对其初始化之后便不能再让其指向另一个对象。
当用 final 修饰一个类时，表明这个类不能被继承。final 类中的所有成员方法都会被隐式地指定为 final 方法。
使用 final 方法的原因有两个。第一个原因是把方法锁定，以防任何继承类修改它的含义；第二个原因是效率。在早期的 Java 实现版本中，会将 final 方法转为内嵌调用。但是如果方法过于庞大，可能看不到内嵌调用带来的任何性能提升（现在的 Java 版本已经不需要使用 final方法进行这些优化了）。类中所有的 private 方法都隐式地指定为 final。

我们测试下修饰类后到底能不能继承：

package com.nz;

public class InheritDemo4 {
}

// 父类
final class Fu {
  private String name;
}

//class Zi extends Fu{ // Cannot inherit from final 'com.nz.Fu' 会显示没办法继承Fu
//}

结果：可以看出来在被final修饰的Fu类没办法继承，而且在编译期间就会报错了，没办法通过运行。

方法重写

介绍

子类中出现与父类一模一样的方法时（返回值类型，方法名和参数列表都相同），会出现覆盖效果，也称为重写或者复写。声明不变，重新实现。

使用场景与案例

发生在子父类之间的关系。子类继承了父类的方法，但是子类觉得父类的这方法不足以满足自己的需求，子类重新写了一个与父类同名的方法，以便覆盖父类的该方法。

写个测试案例：

package com.nz;

public class InheritDemo5 {

  public static void main(String[] args) {
      // 创建子类对象
      Cat lanMao = new Cat();
      // 调用父类继承而来的方法
      lanMao.run();
      // 调用子类重写的方法
      lanMao.sing();

  }
}

class Animal{
  public void sing(){
      System.out.println("动物都可以唱歌！");
  }
  public void run(){
      System.out.println("动物都可以跑！");
  }
}

class Cat extends Animal {
  public void sing(){
      System.out.println("我们一起学猫叫，一起喵喵喵！让我们一起撒个娇");
  }
}

运行结果：

动物都可以跑！
我们一起学猫叫，一起喵喵喵！让我们一起撒个娇

可以看出，蓝猫调用了重写后的sing方法。

@Override重写注解

@Override：注解，重写注解校验！
这个注解标记的方法，就说明这个方法必须是重写父类的方法，否则编译阶段报错。
建议重写都加上这个注解，一方面可以提高代码的可读性，一方面可以防止重写出错！

加上后的子类代码形式如下：

class Cat extends Animal {
  // 声明不变，重新实现
  // 方法名称与父类全部一样，只是方法体中的功能重写了！
  @Override
  public void sing(){
      System.out.println("我们一起学猫叫，一起喵喵喵！让我们一起撒个娇");
  }
}