【JavaSE篇】——继承

目录

🎓继承

✅为什么需要继承

✅继承概念

✅继承的语法

✅父类成员访问

🚩子类中访问父类的成员变量

1. 子类和父类不存在同名成员变量的情况

2. 子类和父类成员变量同名

🚩子类中访问父类的成员方法

1. 成员方法名字不同

2. 成员方法名字相同

✅super关键字

✅子类构造方法

✅super和this

🎓再谈初始化

【继承关系上的执行顺序】  

🎓protected 关键字

🎈同一包中的子类

🎈不同包中的子类

🎈不同包中的非子类

🎓继承方式

🎈final 关键字

🎓继承与组合


🎓继承

✅为什么需要继承

在java中,一种事物拥有同种属性,我们只需要给这同种属性放进一个类里,比如猫和狗都是动物,我们给动物类里建立猫和狗的共同属性,而在猫和狗各自的类声明时加上extern,然后放入自己独有的属性,当我们需要访问动物类里的属性的话,我们可以通过对象引用直接访问即可。

使用 Java 语言来进行描述,就会设计出:

通过观察上述代码会发现,猫和狗的类中存在大量重复,如下所示:
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

✅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

由上图我们看到我们将共有name,age,weight成员变量和共有eat(),sleep()成员方法都归结到动物类中,动物类称为父类也称为基类/超类,而Dog/Cat类称为子类和派生类,而子类继承父类。

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)。

✅继承的语法

Java 中如果要表示类之间的继承关系,需要借助 extends关键字 ,具体如下:
修饰符 class 子类 extends 父类 {
// ... 
}


dog类中并没有定义任何成员变量,name和age属性肯定是从父类Animal中继承下来的,dog访问的eat()和sleep()方法也是从Animal中继承下来的。

注意:
  • 1. 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
  • 2. 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。

✅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?

当然是可以的,上面我们也创建了Dog的对象,我们直接访问Dog类中没有定义的成员变量,name和age属性肯定是从父类Animal中继承下来的。


🚩子类中访问父类的成员变量

1. 子类和父类不存在同名成员变量的情况
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

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

🚩子类中访问父类的成员方法

1. 成员方法名字不同
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。

2. 成员方法名字相同

【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;(我们需要调用无参的方法,父类有无参的同名方法,子类有有参的同名方法,那么会调用父类的无参方法。)

重载不一定非要在同一个类中。

Chapter 8. Classes (oracle.com)点击进入overloading(重载)


我们上面探究了子类中访问父类的成员变量和成员方法,如果子类有那么会优先访问子类的,那么我们就会衍生一个问题:

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?


✅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

我们可以看到,我如果我们要明确访问父类的a和b那么我们需要借用super关键字。

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
  • 2. 在子类方法中,访问父类的成员变量和方法

✅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。

会运行出什么呢?

 通过运行结果我们看到,我们在创建子类的对象的时候,编译器会自动生成一个无参的默认构造,但是会先调用基类的构造方法,然后再执行子类的构造方法。

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

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


✅super和this

super 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。

🎓再谈初始化

我们还记得之前讲过的代码块吗?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。在没有继承关系时的执行顺序。
  • 1. 静态代码块先执行,并且只执行一次,在类加载阶段执行
  • 2. 当有对象创建时,才会执行实例代码块,实例代码块执行完成后,最后构造方法执行

静态代码块(只有一次,初始化静态成员变量)——实例化代码块[构造代码块(初始化实例成员变量)]——构造方法


继承关系上的执行顺序】  

通过分析执行结果,得出以下结论:
  • 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

🎓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。

那父类中不同访问权限的成员,在子类中的可见性又是什么样子的呢?

🎈同一包中的子类


🎈不同包中的子类

  • 父类中private成员在不同包子类中不可见
  • 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
  • 父类中protected修饰的成员在不同包子类中可以直接访问
  • 父类中public修饰的成员在不同包子类中可以直接访问

🎈不同包中的非子类

  • 父类中private成员在不同包子类中不可见
  • 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
  • 父类中protected修饰的成员在不同包子类中不可以直接访问
  • 父类中public修饰的成员在不同包子类中可以直接访问

🎓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

🎈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
2. 修饰类:表示此类不能被继承
我们平时是用的 String 字符串类 , 就是用 final 修饰的 , 不能被继承 .
3. 修饰方法:表示该方法不能被重写 ( 后序介绍 )

🎓继承与组合

和继承类似 , 组合也是一种表达类之间关系的方式 , 也是能够达到代码重用的效果。组合并没有涉及到特殊的语法 (诸如 extends 这样的关键字 ), 仅仅是将一个类的实例作为另外一个类的字段。
继承表示对象之间是 is-a 的关系 ,比如:狗是动物,猫是动物
组合表示对象之间是 has-a 的关系 ,比如:汽车
汽车和其轮胎、发动机、方向盘、车载系统等的关系就应该是组合,因为汽车是有这些部件组成的
// 轮胎类
class Tire{
// ...
}
// 发动机类
class Engine{
// ...
}
// 车载系统类
class VehicleSystem{
// ...
}
class Car{
    private Tire tire; // 可以复用轮胎中的属性和方法
    private Engine engine; // 可以复用发动机中的属性和方法
    private VehicleSystem vs; // 可以复用车载系统中的属性和方法
// ...
}
// 奔驰是汽车
class Benz extend Car{
// 将汽车中包含的:轮胎、发送机、车载系统全部继承下来
}
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。

我希望我们能一直在一起~

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