Java  继承和多态

 

Java 继承

继承的概念

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。

继承就是子类继承父类的特征和行为，使得子类对象（实例）具有父类的实例域和方法，或子类从父类继承方法，使得子类具有父类相同的行为。

生活中的继承：

java实现饲养动物_父类

兔子和羊属于食草动物类，狮子和豹属于食肉动物类。

食草动物和食肉动物又是属于动物类。

所以继承需要符合的关系是：is-a，父类更通用，子类更具体。

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。

类的继承格式

在 Java 中通过 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：

类的继承格式

class{}classextends{}

为什么需要继承

接下来我们通过实例来说明这个需求。

开发动物类，其中动物分别为企鹅以及老鼠，要求如下：

  • 企鹅：属性（姓名，id），方法（吃，睡，自我介绍）
  • 老鼠：属性（姓名，id），方法（吃，睡，自我介绍）

企鹅类：

publicclassPenguin{privateStringname; privateintid; publicPenguin(StringmyName, intmyid){namemyName; idmyid; }publicvoideat(){System.out.println(name+"正在吃"); }publicvoidsleep(){System.out.println(name+"正在睡"); }publicvoidintroduction(){System.out.println("大家好！我是"id"号"name"."); }}

老鼠类：

publicclassMouse{privateStringname; privateintid; publicMouse(StringmyName, intmyid){namemyName; idmyid; }publicvoideat(){System.out.println(name+"正在吃"); }publicvoidsleep(){System.out.println(name+"正在睡"); }publicvoidintroduction(){System.out.println("大家好！我是"id"号"name"."); }}

从这两段代码可以看出来，代码存在重复了，导致后果就是代码量大且臃肿，而且维护性不高(维护性主要是后期需要修改的时候，就需要修改很多的代码，容易出错)，所以要从根本上解决这两段代码的问题，就需要继承，将两段代码中相同的部分提取出来组成 一个父类：

公共父类：

publicclassAnimal{privateStringname; privateintid; publicAnimal(StringmyName, intmyid){namemyName; idmyid; }publicvoideat(){System.out.println(name+"正在吃"); }publicvoidsleep(){System.out.println(name+"正在睡"); }publicvoidintroduction(){System.out.println("大家好！我是"id"号"name"."); }}

这个Animal类就可以作为一个父类，然后企鹅类和老鼠类继承这个类之后，就具有父类当中的属性和方法，子类就不会存在重复的代码，维护性也提高，代码也更加简洁，提高代码的复用性（复用性主要是可以多次使用，不用再多次写同样的代码） 继承之后的代码：

企鹅类：

publicclassPenguinextendsAnimal{publicPenguin(StringmyName, intmyid){super(myName, myid); }}

老鼠类：

publicclassMouseextendsAnimal{publicMouse(StringmyName, intmyid){super(myName, myid); }}

继承的特性

  • 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。
  • 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A类继承B类，B类继承C类，所以按照关系就是C类是B类的父类，B类是A类的父类，这是java继承区别于C++继承的一个特性。
  • 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）。

继承关键字

继承可以使用 extends 和 implements 这两个关键字来实现继承，而且所有的类都是继承于 java.lang.Object，当一个类没有继承的两个关键字，则默认继承object（这个类在 java.lang 包中，所以不需要 import）祖先类。

extends关键字

在 Java 中，类的继承是单一继承，也就是说，一个子类只能拥有一个父类，所以 extends 只能继承一个类。

extends 关键字

publicclassAnimal{privateStringname; privateintid; publicAnimal(StringmyName, Stringmyid){//初始化属性值}publicvoideat(){//吃东西方法的具体实现 } publicvoidsleep(){//睡觉方法的具体实现 } }publicclassPenguinextendsAnimal{}

implements关键字

使用 implements 关键字可以变相的使java具有多继承的特性，使用范围为类继承接口的情况，可以同时继承多个接口（接口跟接口之间采用逗号分隔）。

implements 关键字

publicinterfaceA{publicvoideat(); publicvoidsleep(); }publicinterfaceB{publicvoidshow(); }publicclassCimplementsA,B{}

super 与 this 关键字

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：指向自己的引用。

实例

publicclassSuperDemo{publicstaticvoidmain(String[]args){newSubClass().showMessage(); }}classSuperClass{inti50; }classSubClassextendsSuperClass{inti100; publicvoidshowMessage(){System.out.printf("super.i = %d, this.i = %d\n", super.i, this.i); }}

输出结果为：

super.i = 50, this.i = 100

final关键字

final 关键字声明类可以把类定义为不能继承的，即最终类；或者用于修饰方法，该方法不能被子类重写：

  • 声明类：
final class 类名 {//类体}
  • 声明方法：
修饰符(public/private/default/protected) final 返回值类型 方法名(){//方法体}

注:实例变量也可以被定义为 final，被定义为 final 的变量不能被修改。被声明为 final 类的方法自动地声明为 final，但是实例变量并不是 final

构造器

子类不能继承父类的构造器（构造方法或者构造函数），但是父类的构造器带有参数的，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。

如果父类有无参构造器，则在子类的构造器中用super调用父类构造器不是必须的，如果没有使用super关键字，系统会自动调用父类的无参构造器。

实例

classSuperClass{privateintn; SuperClass(){System.out.println("SuperClass()"); }SuperClass(intn){System.out.println("SuperClass(int n)"); this.nn; }}classSubClassextendsSuperClass{privateintn; SubClass(){super(300); System.out.println("SubClass"); }publicSubClass(intn){System.out.println("SubClass(int n):"+n); this.nn; }}publicclassTestSuperSub{publicstaticvoidmain(Stringargs[]){SubClassscnewSubClass(); SubClasssc2newSubClass(200); }}

输出结果为：

SuperClass(int n)
SubClass
SuperClass()
SubClass(int n):200

 

 

 

笔记列表

 



  1. java 中若要在子类调用父类的方法，需使用关键字super。

实例

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

class Dog extends Animal{
    void go(){
        //调用父类方法
        super.go();
    }
}

//驱动函数
public static void  main(String[] args){
    Dog dog=new Dog();
    dog.go();
}

输出结果：

animal go

面向对象编程——继承和多态

1、为什么使用继承

从已有的类派生出新的类，称为继承。

在不同的类中也可能会有共同的特征和动作，可以把这些共同的特征和动作放在一个类中，让其它类共享。

因此可以定义一个通用类，然后将其扩展为其它多个特定类，这些特定类继承通用类中的特征和动作。

继承是 Java 中实现软件重用的重要手段，避免重复，易于维护，易于理解。

2、父类和子类

如果类 B 从类 A 派生，或者说类 B 扩展自类 A，或者说类 B 继承类 A，

则称类 A 为"父类"，也称为超类、基类；

称类 B 为"子类"，也称为次类、扩展类、派生类。

子类从它的父类中继承可访问的数据域和方法，也可以添加新的数据域和新的方法。

定义继承的语法：

修饰符 class 子类名 extends 父类名

例如：Shape 类是父类，其子类可以有 Circle 类、Rectangle 类、Triangle 类，等等。

继承的注意点：

  • 子类不是父类的子集，子类一般比父类包含更多的数据域和方法。
  • 父类中的 private 数据域在子类中是不可见的，因此在子类中不能直接使用它们。
  • 继承是为"是一个"的关系建模的，父类和其子类间必须存在"是一个"的关系，否则不能用继承。
    但也并不是所有"是一个"的关系都应该用继承。例如，正方形是一个矩形，但不能让 Square 类来继承 Rectangle 类，因为正方形不能从矩形扩展得到任何东西。正确的继承关系是 Square 类继承 Shape 类
  • Java 只允许单一继承（即一个子类只能有一个直接父类），C++ 可以多重继承（即一个子类有多个直接父类）。

3、super 关键字

super 表示使用它的类的父类。super 可用于：

  • 调用父类的构造方法；
  • 调用父类的方法（子类覆盖了父类的方法时）；
  • 访问父类的数据域（可以这样用但没有必要这样用）。

调用父类的构造方法语法：

super();  

或   

super(参数列表);

注意：super 语句必须是子类构造方法的第一条语句。不能在子类中使用父类构造方法名来调用父类构造方法。 父类的构造方法不被子类继承。调用父类的构造方法的唯一途径是使用 super 关键字，如果子类中没显式调用，则编译器自动将 super(); 作为子类构造方法的第一条语句。这会形成一个构造方法链。

静态方法中不能使用 super 关键字。

调用父类的方法语法：

super.方法名(参数列表);

如果是继承的方法，是没有必要使用 super 来调用，直接即可调用。但如果子类覆盖或重写了父类的方法，则只有使用 super 才能在子类中调用父类中的被重写的方法。

4、this 关键字

this 关键字表示当前对象。可用于：

  • 调用当前类的构造方法，并且必须是方法的第一条语句。如：this(); 调用默认构造方法。this(参数); 调用带参构造方法。
  • 限定当前对象的数据域变量。一般用于方法内的局部变量与对象的数据域变量同名的情况。如 this.num = num。this.num 表示当前对象的数据域变量 num，而 num 表示方法中的局部变量。
Java 多态

多态是同一个行为具有多个不同表现形式或形态的能力。

多态就是同一个接口，使用不同的实例而执行不同操作，如图所示：

java实现饲养动物_子类_02

多态性是对象多种表现形式的体现。

现实中，比如我们按下 F1 键这个动作：

  • 如果当前在 Flash 界面下弹出的就是 AS 3 的帮助文档；
  • 如果当前在 Word 下弹出的就是 Word 帮助；
  • 在 Windows 下弹出的就是 Windows 帮助和支持。

同一个事件发生在不同的对象上会产生不同的结果。

多态的优点

  • 1. 消除类型之间的耦合关系
  • 2. 可替换性
  • 3. 可扩充性
  • 4. 接口性
  • 5. 灵活性
  • 6. 简化性

多态存在的三个必要条件

  • 继承
  • 重写
  • 父类引用指向子类对象

比如：

Parent p = new Child();

当使用多态方式调用方法时，首先检查父类中是否有该方法，如果没有，则编译错误；如果有，再去调用子类的同名方法。

多态的好处：可以使程序有良好的扩展，并可以对所有类的对象进行通用处理。

以下是一个多态实例的演示，详细说明请看注释：

Test.java 文件代码：

publicclassTest{publicstaticvoidmain(String[]args){show(newCat()); //show(newDog()); //AnimalanewCat(); //a.eat(); //Catc(Cat)a; //c.work(); //}publicstaticvoidshow(Animala){a.eat(); //if(ainstanceofCat){//Catc(Cat)a; c.work(); }elseif(ainstanceofDog){//Dogc(Dog)a; c.work(); } } } abstract class Animal { abstract void eat(); } class Cat extends Animal { public void eat() { System.out.println("吃鱼"); } public void work() { System.out.println("抓老鼠"); } } class Dog extends Animal { public void eat() { System.out.println("吃骨头"); } public void work() { System.out.println("看家"); } }

执行以上程序，输出结果为：

吃鱼
抓老鼠
吃骨头
看家
吃鱼
抓老鼠

虚方法

我们将介绍在Java中，当设计类时，被重写的方法的行为怎样影响多态性。

我们已经讨论了方法的重写，也就是子类能够重写父类的方法。

当子类对象调用重写的方法时，调用的是子类的方法，而不是父类中被重写的方法。

要想调用父类中被重写的方法，则必须使用关键字super。

Employee.java 文件代码：

/**/publicclassEmployee{privateStringname; privateStringaddress; privateintnumber; publicEmployee(Stringname, Stringaddress, intnumber){System.out.println("Employee 构造函数"); this.namename; this.addressaddress; this.numbernumber; }publicvoidmailCheck(){System.out.println("邮寄支票给： "this.name""this.address); }publicStringtoString(){returnname""address""number; }publicStringgetName(){returnname; }publicStringgetAddress(){returnaddress; }publicvoidsetAddress(StringnewAddress){addressnewAddress; } public int getNumber() { return number; } }

假设下面的类继承Employee类：

Salary.java 文件代码：

/**/publicclassSalaryextendsEmployee{privatedoublesalary; //publicSalary(Stringname, Stringaddress, intnumber, doublesalary){super(name, address, number); setSalary(salary); }publicvoidmailCheck(){System.out.println("Salary 类的 mailCheck 方法 "); System.out.println("邮寄支票给："getName()""salary); }publicdoublegetSalary(){returnsalary; }publicvoidsetSalary(doublenewSalary){if(newSalary0.0){salarynewSalary; }}publicdoublecomputePay(){System.out.println("计算工资，付给："getName()); returnsalary/52; }}

现在我们仔细阅读下面的代码，尝试给出它的输出结果：

VirtualDemo.java 文件代码：

/**/publicclassVirtualDemo{publicstaticvoidmain(String[]args){SalarysnewSalary("员工 A", "北京", 3, 3600.00); EmployeeenewSalary("员工 B", "上海", 2, 2400.00); System.out.println("使用 Salary 的引用调用 mailCheck -- "); s.mailCheck(); System.out.println("\n使用 Employee 的引用调用 mailCheck--"); e.mailCheck(); }}

以上实例编译运行结果如下：

Employee 构造函数
Employee 构造函数
使用 Salary 的引用调用 mailCheck -- 
Salary 类的 mailCheck 方法 
邮寄支票给：员工 A ，工资为：3600.0

使用 Employee 的引用调用 mailCheck--
Salary 类的 mailCheck 方法 
邮寄支票给：员工 B ，工资为：2400.0

例子解析

  • 实例中，实例化了两个 Salary 对象：一个使用 Salary 引用 s，另一个使用 Employee 引用 e。

  • 当调用 s.mailCheck() 时，编译器在编译时会在 Salary 类中找到 mailCheck()，执行过程 JVM 就调用 Salary 类的 mailCheck()。

  • 因为 e 是 Employee 的引用，所以调用 e 的 mailCheck() 方法时，编译器会去 Employee 类查找 mailCheck() 方法 。

  • 在编译的时候，编译器使用 Employee 类中的 mailCheck() 方法验证该语句， 但是在运行的时候，Java虚拟机(JVM)调用的是 Salary 类中的 mailCheck() 方法。

以上整个过程被称为虚拟方法调用，该方法被称为虚拟方法。

Java中所有的方法都能以这种方式表现，因此，重写的方法能在运行时调用，不管编译的时候源代码中引用变量是什么数据类型。

笔记列表

对于多态，可以总结以下几点：

一、使用父类类型的引用指向子类的对象；

二、该引用只能调用父类中定义的方法和变量；

三、如果子类中重写了父类中的一个方法，那么在调用这个方法的时候，将会调用子类中的这个方法；（动态连接、动态调用）;

四、变量不能被重写（覆盖），"重写"的概念只针对方法，如果在子类中"重写"了父类中的变量，那么在编译时会报错。