Java中的继承

Posted 2020-09-27 迷失的小菜包

Java作为一面向对象的语言，具备面向对象的三大特征——继承，多态，封装。

继承顾名思义，继任，承接，传承的意思。面向对象的语言有一个好处，就是可以用生活中的例子来说明面向对象的特性。那么我们先来看看生活中的继承关系有哪些？最常见的：父母子女；汽车，电动车，自行车和车。无论哪种车，都有具备车的特性。再比如说：家里面的电饭锅，电磁炉，电冰箱。他们都属于电器类，都具有名字这个属性，也都需要用电这个方法。如果在程序中我们一个个类去把这些重复的代码都写上去，那不是浪费时间和精力吗？联系之前的知识，我们能够从一个个对象中抽象出来一个类。那么我们也应该能够从具有包含关系的一个个类中抽象出一个具有共同属性和方法的类，也就是父类。比如说无论是三角形，矩形还是圆形，他们都有求边长的方法，那么就可以抽象出一个父类图形类，类中有一个求边长的方法。Java中的继承使用的是extends关键字，继承的类叫做子类（派生类或者超类），被继承的类叫做父类（或者基类）。凡是这种可以有包含关系的类都能实现继承关系。

下面是继承的格式：

public class 子类类名 extends 父类类名{
}

 

 

来看一个继承的简单例子：

//父类
public class Person {
    
    private String name;
    public int age;
    protected char sex;
    String country;
    
    public String getName(){
        return name;
    }
    public void setName(String name){
        this.name=name;
    }
    
    public void speak(){
        System.out.println(name+"正在说话！");
    }
}
//子类
public class Teacher extends Person {

}
//测试类
public class Test {
    public static void main(String args[]){
        Teacher t=new Teacher();//实例化子类
//        t.name="张三";//编译器报错
        t.sex=‘男‘;
        t.age=10;
        t.country="中国";
        t.setName("张三");
        t.getName();
        t.speak();
    }
}

 

运行后发现可以正常输出，也就是说子类里面在没有定义任何属性和方法的情况下，可以使用由父类继承来的属性和方法，这也就说明了继承的实现。那么子类都从父类继承了那些内容呢？答案是：子类类可以继承父类所有的属性和方法。这里可能就会有人疑惑了，那测试类中的name属性不是报错了吗？那么私有的属性是不是不能够被继承呢？如果说，子类没有继承父类的name这个属性，那么子类中就不存在name这个属性。既然不存在，那么子类中的setName、getName、speak这三个方法应该都会报错才对，但事实是并没有报错，所以Java中子类是可以继承父类中的所有的方法和属性值的。Java中的访问修饰符是用于限制类中的属性或者方法的访问权限的，与是否被继承并没有直接关系。这才是name属性值报错的原因。

当然子类是可以定义自己特有属性和方法的，这个并没有任何问题。弄清楚了子类能够继承父类那些东西之后，我们给父类加上这么一段代码：

public Person(String name){
    this.name=name;
}

 

给父类加上了这个构造器之后发现，子类报错了！这是为什么呢？原来Java在实例化子类对象的时候会通过子类的无参构造器调用父类的无参构造器，当给父类提供了一个有参构造器，JVM不会再为父类提供默认的无参构造器，子类实例化对象找不到父类无参构造器编译器自然会报错了。下面我们来验证一下：

给父类加上无参构造器：

public Person(){
     System.out.println("父类构造器被调用了");
}

 

控制台输出结果如下：

 

这也就证明了子类会调用父类的无参构造器，也就是说子类在实例化的时候是产生了两个对象（这里不考虑Object），一个子类对象，一个父类对象。

好到这里相信读者对类的继承已经基本清楚了。我们返回我们刚才使用的例子，我们定义了人这个类，类里面有说话（speak）的方法。试想定义几个类：中国人，美国人，俄罗斯人，他们都继承人这个类，都有说话的方法，但是他们说话的方法一样吗？可以直接使用父类的说话方法吗？中国人说话用中文，美国人用英语，俄罗斯用俄语，显然不能用同一个方法。也就是说当父类的方法不满足子类的需求的时候，那怎么办？这里就可以用到方法的重写。

先来看看方法重写的条件：1.必须要有继承关系；2.重写方法时子类方法的访问修饰符必须要大于或者等于父类方法的访问修饰符；3.重写方法时子类方法的返回值类型，方法名，参数都必须要和父类的一致。

满足了这些条件就叫做方法的重写。来看例子：

 
public class Chinese extends Person{
    public viod speak(){
        System.out.println(name+"是中国人说的是中文，说话方式不同了。");
    }
}

 

 

这样就完成了方法的重写，在测试类中实例化Chinese对象，调用speak方法就会输出：xxx是中国人说的是中文，说话方式不同了。要注意的是：方法发生重写后，使用子类对象调用的speak方法是子类重写后的方法，而不再是父类的方法。方法的调用取决于new关键字后面的类，如果是父类，那就是调用父类的方法，如果是子类，那就调用子类重写后的方法。如果这时仍然想调用父类的方法，可以使用super关键字进行调用。把代码改成下面这样：

public class Chinese extends Person{
    public viod speak(){
        super.speak();
        System.out.println(name+"是中国人说的是中文，说话方式不同了。");
    }
}

 

这时就会输出两句话：xxx正在说话

xxx是中国人说的是中文，说话方式不同了。

这里需要注意一下重写跟重载的区别主要是条件：

重写：上面已经列过条件，这里就不在赘述。重写的重要用途是拓展父类的方法，以满足子类自己的需求。

重载：条件是：1.同类或者继承关系的类中；2.方法名相同，但是方法的参数必须不同。方法的重载重要是为了处理不同类型的数据。

另外类的继承还有一个优势就是——Java的自动转型。在Java中当小范围的数据向大范围的数据转换时，就会发生自动转型。自动转型的优势就在于我可以在一个类中定义一个方法，方法的参数是父类类型，这样无论有多少个子类，那就都能调用这个方法，这样就极大的提高了程序的扩展性。比如说，还是我们一直用着的这个例子，假如现在有一个外星来客，要教会人类一种很牛逼的技术，如果只有一两种人，那可以在外星人类中写两个教的方法，但是如果有100种1000种人呢？不可能写个1000种方法吧？那么就可以使用下面这个方法：

public class Alien{
    public void teach(Person p){
        p.study();
    }
}

 

这样无论有多少种人，我们都可以直接传进去不同的子类对象，通过自动转型调用各自的学习方法，这样岂不是美滋滋。当然这里也会有问题，如果使用自动转型调用子类特有的方法时会出错，但是这是由Java的编译机制所产生的问题，自动转型有其优势，我们需扬长避短就好。

总结：有包含关系的类都可以使用继承，子类可以继承父类的所有属性和方法，继承可以提高代码的重用性和程序的拓展性。重写可以拓展父类的方法，更好的适应子类的需要，Java的自动转型能够大量简化代码，却也存在问题（当然不影响我们使用）。