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17.【继承】

17.【继承】

第十三章 继承

1. 概述

多个类中存在相同属性和行为时,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。

其中,多个类可以称为子类,单独那一个类称为父类、超类(superclass)或者基类

继承描述的是事物之间的所属关系,这种关系是:is-a的关系。

例如,图中兔子属于食草动物,食草动物属于动物。

可见,父类更通用,子类更具体。我们通过继承,可以使多种事物之间形成一种关系体系。

定义

  • 继承:就是子类继承父类的属性和行为,使得子类对象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。

  • 在继承的关系中,“子类就是一个父类”,也就是说,子类可以被当做父类看待。

    父类是员工,子类是讲师,那么”讲师就是一个员工“,关系:is - a.

好处

  1. 提高代码的复用性
  2. 类与类之间产生了关系,是多态的前提

在这里插入图片描述

2. 继承的格式

通过extends关键字,可以声明一个子类继承另外一个父类

  • 从代码的层面来看,在子类的构造方法第一行代码默认就是父类的实例化。

    所以子类实例化之前会先实例化父类 。

  • 从设计模式来看,子类继承自父类,需要用到父类的“资源”(没被覆盖的函数以及可见的成员变量等)。

    因此需要先实例化父类

定义格式如下:

public class Fu {
        // ...
}

public class Zi extends Fu {
       public Zi() {
           super();
       }  
}
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3. 继承后的特点–成员变量

当类之间产生了关系后,其中各类中的成员变量,又产生了哪些影响呢?

不重名

如果子类父类中出现不重名的成员变量,这时的访问是没有影响的。

重名

如果子类父类中出现重名的成员变量,这时的访问是有影响的。
在父类的继承关系当中,如果成员变量重名,则创建子类对象时,访问有两种方式。

1. 直接通过子类对象访问成员变量名
  • 等号左边是谁,就优先用谁,没有则向上找。
2. 间接通过成员方法访问成员变量
  • 该方法属于谁,就优先用谁,没有则向上找。

Fu

package cn.luis.demo2;

public class Fu {

    int numFu = 10;
    int num = 100;

    public void methodFu() {
        // 使用的是本类当中的num
        System.out.println(num);
    }

    public void method() {
        System.out.println("父类重名方法执行");
    }
}
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Zi

package cn.luis.demo2;

public class Zi extends Fu {

    int numZi = 20;
    int num = 500;

    public void methodZi() {
        // 因为本类当中有num,所以使用的是本类当中的num
        System.out.println(num);
    }

    public void method() {
        System.out.println("子类重名方法执行");
    }
}
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测试类

package cn.luis.demo2;

public class Demo01ExtendsField {

    public static void main(String[] args) {
        // 第一:
        // 创建父类对象
        Fu fu = new Fu();
        System.out.println(fu.numFu); // 只能使用父类的东西
        System.out.println("===============");


        Zi zi = new Zi();
        System.out.println(zi.numFu);  // 10
        System.out.println(zi.numZi);  // 20
        System.out.println("===============");

        // 等号左边是谁,就优先用谁
        System.out.println(zi.num);  // 优先子类,500, 若子类没有则向父类寻找。
        System.out.println("===============");

        // 这个方法是子类的,所以优先用子类的,没有再向上找
        zi.methodZi();  // 500
        // 这个方法是在父类中定义的,是属于父类的
        zi.methodFu();  // 100

        // 第二:
        zi.method(); // 创建的是子类对象,所以优先使用子类方法。
		fu.method();

    }
}
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结果:

10
===============
10
20
===============
500
===============
500
100
子类重名方法执行
父类重名方法执行
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访问成员变量的关键词

  1. 局部变量:直接写变量名
  2. 本类的成员变量: this.成员变量名
  3. 父类的成员变量:super.成员变量名

代码:

class Fu {
    int num = 10;
}

class Zi extends Fu {

    int num  = 20;

    public void method() {
        int num = 30;
        System.out.println(num);  // 30 局部变量
        System.out.println(this.num);  // 20 本类的成员变量
        System.out.println(super.num);  // 10 父类的成员变量
    }

}

public class Demo02Extends {
    public static void main(String[] args) {

        Zi zi = new Zi();
        zi.method();
    }
}
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结果:

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注意事项

无论是成员变量还是成员方法,如果没有都是向上找父类,绝对不会向下找子类。

方法的重写特点: 创建的是子类对象,则优先使用子类方法。

4. 继承后的特点–成员方法

当类之间产生了关系,其中各类中的成员方法,又产生了哪些影响呢?

不重名

如果子类父类中出现不重名的成员方法,这时的调用是没有影响的。

对象调用方法时,会先在子类中查找有没有对应的方法。

若子类中存在就会执行子类中的方法,若子类中不存在就会执行父类中相应的方法。

重名

如果子类父类中出现重名的成员方法,这时的访问是一种特殊情况,叫做方法重写(Override)。

方法重写

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

  • @Override,写在方法前面,用来检测是不是正确的有效的覆盖重写。、

    这个注解就算不写,只要满足要求,也是正确的覆盖重写方法。

代码如下:

public class Fu {
    public void show() {     
        System.out.println(Fu show);
    }
}

public class Zi extends Fu {
    public void show() {     
        System.out.println(Zi show);
    }
}

public class Demo01ExtendsField {
    public static void main(String[] args) {
        Zi zi = new Zi();
       zi.show(); //Zi show
    }
}

// 结果:Zi show
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重写的应用

子类可以根据需要,定义特定于自己的行为。既沿袭了父类的功能名称,又根据子类的需要重新实现父类方法,从而进行扩展增强。比如新的手机增加来电显示头像的功能。

设计原则
  • 对于已投入使用的类,尽量不要进行修改。
  • 推荐定义一个新的类,来重复利用其中的共性内容,并且添加改动新内容。

在这里插入图片描述

兼容并拓展旧手机功能

/*
定义了一个手机
 */
public class Phone {

    public void call() {
        System.out.println("打电话!");
    }

    public void send() {
        System.out.println("发短信!");
    }

    public void show() {
        System.out.println("显示号码!");
    }
}

/*
定义了一个新手机
 */
class NewPhone extends Phone {

    @Override
    public void show() {
        // 把父类的show方法拿来用
        super.show();
        System.out.println("显示姓名");
        System.out.println("显示头像");
    }
}

package cn.luis.demo5;

public class Demo01Phone {

    public static void main(String[] args) {
        Phone phone = new Phone();
        phone.call();
        phone.send();
        phone.show();
        System.out.println("================");

        NewPhone newphone = new NewPhone();
        newphone.call();
        newphone.send();
        newphone.show();
    }
}
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结果:

打电话!
发短信!
显示号码!
================
打电话!
发短信!
显示号码!
显示姓名
显示头像
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注意事项

  1. 子类方法覆盖父类方法,返回值类型、函数名和参数列表都要一模一样。

  2. 子类方法覆盖父类方法,必须要保证权限大于等于父类权限。

    public > protect > (default)什么都不写 > private

  3. 子类方法的返回值范围必须小于等于父类方法的返回值范围。

    java.lang.Objectjava.lang.String的父类

5. 继承后的特点–构造方法

当类之间产生了关系,其中各类中的构造方法,又产生了哪些影响呢?

首先我们要回忆两个事情,构造方法的定义格式和作用。

  1. 构造方法的名字是与类名一致的。所以子类是无法继承父类构造方法的。

  2. 构造方法的作用是初始化成员变量的。所以子类的初始化过程中,必须先执行父类的初始化动作。

    子类必须调用父类构造方法,不写则赠送super()

    写了则用写的指定的super调用,super只能有一个,还必须是第一个

  3. 子类的构造方法中默认有一个super(),表示调用父类的构造方法,父类成员变量初始化后,才可以给子类使用。所以一定是先调用的父类构造,后执行子类的构造方法。

    super的父类构造调用,必须是子类构造方法的第一个语句。不能一个子类构造调用多次super构造

  4. 子类构造方法可以通过super关键字来调用父类重载构造。

代码:

public class Fu {
	private int n;
    public Fu() {
        System.out.println("Fu构造方法执行...");
    }
}

public class Zi extends Fu {

    public Zi() {      
        //super();  // 调用父类构造方法

        System.out.println("Zi构造方法执行...");
    }
}

public class Demo01Construction {
    public static void main(String[] args) {
        Zi zi = new Zi();
    }
}
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结果:

Fu构造方法执行...
Zi构造方法执行...
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6. super和this

父类空间优先于子类对象产生

在每次创建子类对象时,先初始化父类空间,再创建其子类对象本身。目的在于子类对象中包含了其对应的父类空间,便可以包含其父类的成员,如果父类成员非private修饰,则子类可以随意使用父类成员。

代码体现在子类的构造方法调用时,一定先调用父类的构造方法。

含义

super:代表父类的存储空间标识,可以理解为父亲的引用。

this:代表当前对象的引用(谁调用就代表谁)。

内存图

在这里插入图片描述

代码如下:

用法

访问成员变量和成员方法
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
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代码如下:

class Animal {
    int num = 10;
    public void eat() { 
        System.out.println("animal : eat");
    }
}

class Cat extends Animal {
    int num = 100;
    @Override
    public void eat() {
        System.out.println("Cat : eat");
    }
     public void test() {
        Sthis.num; // 100
        super.num; // 10
        
        this.eat(); // Cat : eat
        super.eat(); // animal : eat
    }
}

public class Demo02Extends {
    public static void main(String[] args) {
        Cat c = new Cat();
        c.test();
        Animal a = new Animal();
        a.eat();
    }
}
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结果:

100
10
Cat : eat
animal : eat
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访问构造方法
  1. 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()
  2. super()this()都必须是在构造方法的第一行,所以不能同时出现。

Fu

public class Fu {
    public Fu() {
        System.out.println("Fu无参构造方法执行");
    }
    public Fu(int n) {
        System.out.println("Fu有参构造方法执行");
    }   
}
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Zi

public class Zi extends Fu {

    public Zi() {
      this(123);  // 本类的无参构造,调用本类的有参构造:Zi(int n)
    }
    public Zi(int n) {
        this(1,2);
    }
    public Zi(int n, int m) {
        super(13); // 必须为父类构造方法传递实参 (因为父类是有参构造函数)
		// super(); // 若是无参,可省略,会默认给一个super()
    }
}
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7. 继承的特点

  1. Java只支持单继承,不支持多继承。
// 一个类只能有一个父类,不可以有多个父类
class C extends A{}
class C extends A,B...{}
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  1. Java支持多层继承(继承体系)

    顶层父类是Object类,所有的类默认继承Object,作为父类。

class A{}
class B extends A{}
class C extends B{}
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  1. 子类和父类是一种相对的概念。

图解

在这里插入图片描述

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