JAVA继承
在Java中,继承和多态都很重要, 我们这期先讲继承,希望本篇博客能够帮到你,让我们一起加油吧!!!
1 继承
1.1 为什么需要继承
Java中使用类对现实世界中实体来进行描述,类经过实例化之后的产物对象,则可以用来表示现实中的实体,但是 现实世界错综复杂,事物之间可能会存在一些关联,那在设计程序是就需要考虑。
比如:狗和猫,它们都是一个动物。
我们观看上述代码就会发现,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。
1.2 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。
例如:狗和猫都是动物,那么我们就可以将共性的内容进行抽取,然后采用继承的思想来达到共用。
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
1.3 继承的语法
在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:
对1.2中场景使用继承方式重新设计:
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
1.4 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?
1.4.1 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
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。
1.4.2 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;
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?
1.5 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。
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。
1.6 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。
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
1.7 super和this
super和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
1.8 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. 实例初始化块
实例初始化块是没有标识符的代码块,每当类的实例被创建时,这个块中的代码就会执行。它在构造器之前执行。
在这个例子中,Animal
类的实例初始化块会在构造器之前被调用,所以输出是:
作用:
实例初始化块可以用于不同构造器之间共享的初始化代码,避免重复代码。
2. 静态初始化块
静态初始化块使用static
关键字修饰,它只在类加载时执行一次,通常用于类级别的静态变量初始化。
在这个例子中,静态初始化块只在类首次加载时执行一次,因此输出是:
作用:
静态初始化块适用于静态变量的复杂初始化,或者当你希望某段代码在类加载时执行一次,而不是每次创建对象时都执行。
3. 同时使用实例初始化块和静态初始化块
如果一个类同时有实例初始化块和静态初始化块,它们的执行顺序是:静态初始化块首先执行,随后是实例初始化块,然后才是构造器。
输出为:
4. 带参数的构造器与初始化块
实例初始化块在所有构造器执行之前都会被执行,无论是无参还是带参的构造器。
5. 多个实例初始化块
你可以在一个类中声明多个实例初始化块,它们会按声明的顺序依次执行。
在这个例子中,两个实例初始化块按照声明的顺序执行,输出如下:
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
5.执行顺序:静态初始化块 → 实例初始化块 → 构造器。
1.9 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?
注意:父类中private成员变量虽然在子类中不能直接访问,但是也继承到子类中了
什么时候下用哪一种呢?
我们希望类要尽量做到 "封装", 即隐藏内部实现细节, 只暴露出 必要 的信息给类的调用者.
因此我们在使用的时候应该尽可能的使用 比较严格 的访问权限. 例如如果一个方法能用 private, 就尽量不要 用 public.
另外, 还有一种 简单粗暴 的做法: 将所有的字段设为 private, 将所有的方法设为 public. 不过这种方式属于是 对访问权限的滥用, 还是更希望同学们能写代码的时候认真思考, 该类提供的字段方法到底给 "谁" 使用(是类内 部自己用, 还是类的调用者使用, 还是子类使用).
1.10 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