继承概述
假如我们要定义如下类:学生类,老师类和工人类,分析如下。
- 学生类属性:姓名,年龄行为:吃饭,睡觉
- 老师类属性:姓名,年龄,薪水行为:吃饭,睡觉,教书
- 班主任属性:姓名,年龄,薪水行为:吃饭,睡觉,管理
如果我们定义了这三个类去开发一个系统,那么这三个类中就存在大量重复的信息(属性:姓名,年龄。行为:吃饭,睡觉)。这样就导致了相同代码大量重复,代码显得很臃肿和冗余,那么如何解决呢?
假如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。如图所示:
其中,多个类可以称为子类,单独被继承的那一个类称为父类、超类(superclass)或者基类。
继承的含义
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,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。
继承:就是子类继承父类的属性和行为,使得子类对象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。
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。
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,定义格式如下:
class 父类 {……}class 子类 extends 父类 {……}
需要注意:Java是单继承的,一个类只能继承一个直接父类,跟现实世界很像,但是Java中的子类是更加强大的。
继承案例
案例
请使用继承定义以下类:
- 学生类属性:姓名,年龄行为:吃饭,睡觉
- 老师类属性:姓名,年龄,薪水行为:吃饭,睡觉,教书
- 班主任属性:姓名,年龄,薪水行为:吃饭,睡觉,管理
案例图解分析
老师类,学生类,还有班主任类,实际上都是属于人类的,我们可以定义一个人类,把他们相同的属性和行为都定义在人类中,然后继承人类即可,子类特有的属性和行为就定义在子类中了。
如下图所示。
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案例代码实现
1.父类Human类
public class Human {// 合理隐藏private String name ;private int age ;// 合理暴露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;}}
2.子类Teacher类
public class Teacher extends Human {// 工资private double salary ;// 特有方法public void teach(){System.out.println("老师在认真教技术!");}public double getSalary() {return salary;}public void setSalary(double salary) {this.salary = salary;}}
3.子类Student类
public class Student extends Human{}
4.子类BanZhuren类
public class Teacher extends Human {// 工资private double salary ;// 特有方法public void admin(){System.out.println("班主任强调纪律问题!");}public double getSalary() {return salary;}public void setSalary(double salary) {this.salary = salary;}}
5.测试类
public class Test {public static void main(String[] args) {Teacher dlei = new Teacher();dlei.setName("播仔");dlei.setAge("31");dlei.setSalary(1000.99);System.out.println(dlei.getName());System.out.println(dlei.getAge());System.out.println(dlei.getSalary());dlei.teach();BanZhuRen linTao = new BanZhuRen();linTao.setName("灵涛");linTao.setAge("28");linTao.setSalary(1000.99);System.out.println(linTao.getName());System.out.println(linTao.getAge());System.out.println(linTao.getSalary());linTao.admin();Student xugan = new Student();xugan.setName("播仔");xugan.setAge("31");//xugan.setSalary(1000.99); // xugan没有薪水属性,报错!System.out.println(xugan.getName());System.out.println(xugan.getAge());}}
小结
1.继承实际上是子类相同的属性和行为可以定义在父类中,子类特有的属性和行为由自己定义,这样就实现了相同属性和行为的重复利用,从而提高了代码复用。
2.子类继承父类,就可以直接得到父类的成员变量和方法。是否可以继承所有成分呢?请看下节!
子类不能继承的内容
引入
并不是父类的所有内容都可以给子类继承的:
子类不能继承父类的构造器,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。
演示代码
public class Demo03 {public static void main(String[] args) {Zi z = new Zi();System.out.println(z.num1);// System.out.println(z.num2); // 私有的子类无法使用// 通过getter/setter方法访问父类的private成员变量System.out.println(z.getNum2());z.show1();// z.show2(); // 私有的子类无法使用}}class Fu {public int num1 = 10;private int num2 = 20;public void show1() {System.out.println("show1");}private void show2() {System.out.println("show2");}public int getNum2() {return num2;}public void setNum2(int num2) {this.num2 = num2;}}class Zi extends Fu {}
继承后的特点—成员变量
当类之间产生了继承关系后,其中各类中的成员变量,又产生了哪些影响呢?
成员变量不重名
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。代码如下:
class Fu {// Fu中的成员变量int num = 5;}class Zi extends Fu {// Zi中的成员变量int num2 = 6;// Zi中的成员方法public void show() {// 访问父类中的numSystem.out.println("Fu num="+num); // 继承而来,所以直接访问。// 访问子类中的num2System.out.println("Zi num2="+num2);}}class Demo04 {public static void main(String[] args) {// 创建子类对象Zi z = new Zi();// 调用子类中的show方法z.show();}}
演示结果:
Fu num = 5
Zi num2 = 6
成员变量重名
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。代码如下:
class Fu1 {// Fu中的成员变量。int num = 5;}class Zi1 extends Fu1 {// Zi中的成员变量int num = 6;public void show() {// 访问父类中的numSystem.out.println("Fu num=" + num);// 访问子类中的numSystem.out.println("Zi num=" + num);}}class Demo04 {public static void main(String[] args) {// 创建子类对象Zi1 z = new Zi1();// 调用子类中的show方法z1.show();}}
演示结果:
Fu num = 6
Zi num = 6
子父类中出现了同名的成员变量时,子类会优先访问自己对象中的成员变量。如果此时想访问父类成员变量如何解决呢?我们可以使用super关键字。
super访问父类成员变量
子父类中出现了同名的成员变量时,在子类中需要访问父类中非私有成员变量时,需要使用super关键字,修饰父类成员变量,类似于之前学过的this。
需要注意的是:super代表的是父类对象的引用,this代表的是当前对象的引用。
使用格式:
super.父类成员变量名
子类方法需要修改,代码如下:
class Fu {// Fu中的成员变量。int num = 5;}class Zi extends Fu {// Zi中的成员变量int num = 6;public void show() {int num = 1;// 访问方法中的numSystem.out.println("method num=" + num);// 访问子类中的numSystem.out.println("Zi num=" + this.num);// 访问父类中的numSystem.out.println("Fu num=" + super.num);}}class Demo04 {public static void main(String[] args) {// 创建子类对象Zi1 z = new Zi1();// 调用子类中的show方法z1.show();}}
演示结果:
method num=1
Zi num=6
Fu num=5
小贴士:Fu 类中的成员变量是非私有的,子类中可以直接访问。若Fu 类中的成员变量私有了,子类是不能直接访问的。通常编码时,我们遵循封装的原则,使用private修饰成员变量,那么如何访问父类的私有成员变量呢?对!可以在父类中提供公共的getXxx方法和setXxx方法。
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?
成员方法不重名
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。代码如下:
class Fu {public void show() {System.out.println("Fu类中的show方法执行");}}class Zi extends Fu {public void show2() {System.out.println("Zi类中的show2方法执行");}}public class Demo05 {public static void main(String[] args) {Zi z = new Zi();//子类中没有show方法,但是可以找到父类方法去执行z.show();z.show2();}}
成员方法重名
如果子类父类中出现重名的成员方法,则创建子类对象调用该方法的时候,子类对象会优先调用自己的方法。
代码如下:
class Fu {public void show() {System.out.println("Fu show");}}class Zi extends Fu {//子类重写了父类的show方法public void show() {System.out.println("Zi show");}}public class ExtendsDemo05{public static void main(String[] args) {Zi z = new Zi();// 子类中有show方法,只执行重写后的show方法z.show(); // Zi show}}
方法重写
概念
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。
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。
例如:我们定义了一个动物类代码如下:
public class Animal {public void run(){System.out.println("动物跑的很快!");}public void cry(){System.out.println("动物都可以叫~~~");}}
然后定义一个猫类,猫可能认为父类cry()方法不能满足自己的需求
代码如下:
public class Cat extends Animal {public void cry(){System.out.println("我们一起学猫叫,喵喵喵!喵的非常好听!");}}public class Test {public static void main(String[] args) {// 创建子类对象Cat ddm = new Cat();// 调用父类继承而来的方法ddm.run();// 调用子类重写的方法ddm.cry();}}
@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:
public 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写了!@Overridepublic void cry(){System.out.println("我们一起学猫叫,喵喵喵!喵的非常好听!");}}
注意事项
- 方法重写是发生在子父类之间的关系。
- 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。
- 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。
继承后的特点—构造器
引入
当类之间产生了关系,其中各类中的构造器,又产生了哪些影响呢? 首先我们要回忆两个事情,构造器的定义格式和作用。
- 构造器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。
- 构造器的作用是初始化对象成员变量数据的。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。(先有爸爸,才能有儿子)
继承后子类构造器特点:子类所有构造器的第一行都会先调用父类的无参构造器,再执行自己
案例演示
按如下需求定义类:
- 人类 成员变量: 姓名,年龄 成员方法: 吃饭
- 学生类 成员变量: 姓名,年龄,成绩 成员方法: 吃饭
代码如下:
class Person {private String name;private int age;public Person() {System.out.println("父类无参");}// getter/setter省略}class Student extends Person {private double score;public Student() {//super(); // 调用父类无参,默认就存在,可以不写,必须再第一行System.out.println("子类无参");}public Student(double score) {//super(); // 调用父类无参,默认就存在,可以不写,必须再第一行this.score = score;System.out.println("子类有参");}}public class Demo07 {public static void main(String[] args) {Student s1 = new Student();System.out.println("----------");Student s2 = new Student(99.9);}}
输出结果:
父类无参
子类无参
----------
父类无参
子类有参
小结
- 子类构造器执行的时候,都会在第一行默认先调用父类无参数构造器一次。
- 子类构造器的第一行都隐含了一个super()去调用父类无参数构造器,super()可以省略不写。
super(...)和this(...)
引入
请看上节中的如下案例:
class Person {private String name;private int age;public Person() {System.out.println("父类无参");}// getter/setter省略}class Student extends Person {private double score;public Student() {//super(); // 调用父类无参构造器,默认就存在,可以不写,必须再第一行System.out.println("子类无参");}public Student(double score) {//super(); // 调用父类无参构造器,默认就存在,可以不写,必须再第一行this.score = score;System.out.println("子类有参");}// getter/setter省略}public class Demo07 {public static void main(String[] args) {// 调用子类有参数构造器Student s2 = new Student(99.9);System.out.println(s2.getScore()); // 99.9System.out.println(s2.getName()); // 输出 nullSystem.out.println(s2.getAge()); // 输出 0}}
我们发现,子类有参数构造器只是初始化了自己对象中的成员变量score,而父类中的成员变量name和age依然是没有数据的,怎么解决这个问题呢,我们可以借助与super(...)去调用父类构造器,以便初始化继承自父类对象的name和age.
super和this的用法格式
super和this完整的用法如下,其中this,super访问成员我们已经接触过了。
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
接下来我们使用调用构造器格式:
super(...) -- 调用父类的构造器,根据参数匹配确认
this(...) -- 调用本类的其他构造器,根据参数匹配确认
super(....)用法演示
代码如下:
class Person { private String name ="凤姐"; private int age = 20; public Person() { System.out.println("父类无参"); } public Person(String name , int age){ this.name = name ; this.age = age ; } // getter/setter省略}class Student extends Person { private double score = 100; public Student() { //super(); // 调用父类无参构造器,默认就存在,可以不写,必须再第一行 System.out.println("子类无参"); } public Student(String name , int age,double score) { super(name ,age);// 调用父类有参构造器Person(String name , int age)初始化name和age this.score = score; System.out.println("子类有参"); } // getter/setter省略}public class Demo07 { public static void main(String[] args) { // 调用子类有参数构造器 Student s2 = new Student("张三",20,99); System.out.println(s2.getScore()); // 99 System.out.println(s2.getName()); // 输出 张三 System.out.println(s2.getAge()); // 输出 20 }}
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。
super(..)是根据参数去确定调用父类哪个构造器的。
super(...)案例图解
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七调用时,一定先调用父类的构造器。理解图解如下:
this(...)用法演示
this(...)
- 默认是去找本类中的其他构造器,根据参数来确定具体调用哪一个构造器。
- 为了借用其他构造器的功能。
package com.itheima._08this和super调用构造器;/*** this(...):* 默认是去找本类中的其他构造器,根据参数来确定具体调用哪一个构造器。* 为了借用其他构造器的功能。**/public class ThisDemo01 {public static void main(String[] args) {Student xuGan = new Student();System.out.println(xuGan.getName()); // 输出:徐干System.out.println(xuGan.getAge());// 输出:21System.out.println(xuGan.getSex());// 输出: 男}}class Student{private String name ;private int age ;private char sex ;public Student() {// 很弱,我的兄弟很牛逼啊,我可以调用其他构造器:Student(String name, int age, char sex)this("徐干",21,'男');}public Student(String name, int age, char sex) {this.name = name ;this.age = age ;this.sex = sex ;}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;}public char getSex() {return sex;}public void setSex(char sex) {this.sex = sex;}}
小结
- 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。
- super(..)和this(...)是根据参数去确定调用父类哪个构造器的。
- super(..)可以调用父类构造器初始化继承自父类的成员变量的数据。
- this(..)可以调用本类中的其他构造器。
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 A {}
class B {}
class C1 extends A {} // ok
// class C2 extends A, B {} // error
2.一个类可以有多个子类。
// A可以有多个子类
class A {}
class C1 extends A {}
class C2 extends A {}
3.可以多层继承。
class A {}
class C1 extends A {}
class D extends C1 {}
顶层父类是Object类。所有的类默认继承Object,作为父类。