Java繼承與多態(tài)的概念是什么及怎么實(shí)現(xiàn)

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一、繼承

1、繼承的概念

繼承機(jī)制：是面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)是代碼可以復(fù)用的最重要手段，允許程序員在保持原有類特性的基礎(chǔ)上進(jìn)行擴(kuò)展，增加新的功能，產(chǎn)生的新類，成為派生類/子類。繼承主要解決的問題是：共性的抽取，實(shí)現(xiàn)代碼的復(fù)用。

2、繼承的語法

表示類與類的繼承關(guān)系，需要借助關(guān)鍵字extends，語法如下：

修飾符  class  子類/派生類   extends  父類/基類/超類{

       //…………

}

• 子類會(huì)將父類的成員變量或者成員方法繼承到子類中

• 子類繼承父類后，必須添加自己特有的成員，體現(xiàn)與基類的不同

3、父類成員訪問

（1）子類中訪問父類的成員變量

• 不存在同名成員變量時(shí)，正常訪問就行

• 存在同名成員變量，使用（super.變量名）實(shí)現(xiàn)父類成員變量的訪問

public class Base {
    int a;
    int b;
    int c;
} 
public class Derived extends Base{
    int a; // 與父類中成員a同名，且類型相同
    char b; // 與父類中成員b同名，但類型不同
    public void method(){
        a = 100; // 訪問父類繼承的a，還是子類自己新增的a？
        b = 101; // 訪問父類繼承的b，還是子類自己新增的b?
        c = 102; // 子類沒有c，訪問的肯定是從父類繼承下來的c
    }
}

• 訪問成員變量時(shí)，優(yōu)先訪問自己的成員變量。即同名成員變量訪問時(shí)，優(yōu)先訪問子類的。即：子類將父類的成員隱藏了

• 成員變量訪問遵循就近原則，自己有優(yōu)先自己的，自己沒有則向父類中查找。

（2）子類中訪問父類的成員方法

• 成員方法名字不同，正常訪問即可

• 成員方法名字相同，可以通過 【super.方法名】訪問同名父類方法

如果父類和子類同名方法的參數(shù)列表不同（重載），根據(jù)調(diào)用方法時(shí)傳遞的參數(shù)選擇合適的方法訪問。

如果父類和子類的同名方法原型一致，則訪問子類的

4、super關(guān)鍵字

super關(guān)鍵字的主要作用是：在子類方法中訪問父類的同名成員。（只能在非靜態(tài)方法中使用）

public class Base {
    int a;
    int b;
    public void methodA(){
        System.out.println("Base中的methodA()");
    }
    public void methodB(){
        System.out.println("Base中的methodB()");
}
public class Derived extends Base{
    int a; 
    char b; 
    // 與父類中methodA()構(gòu)成重載
    public void methodA(int a) {
        System.out.println("Derived中的method()方法");
    }
    // 與父類中methodB()構(gòu)成重寫
    public void methodB(){
        System.out.println("Derived中的methodB()方法");
    }
    public void methodC(){
        a = 100; // 等價(jià)于： this.a = 100;
        b = 101; // 等價(jià)于： this.b = 101;
        // 訪問父類的成員變量時(shí)，需要借助super關(guān)鍵字
        // super是獲取到子類對(duì)象中從基類繼承下來的部分
        super.a = 200;
        super.b = 201;
        methodA(); // 沒有傳參，訪問父類中的methodA()
        methodA(20); // 傳遞int參數(shù)，訪問子類中的methodA(int)
        methodB(); // 直接訪問，則永遠(yuǎn)訪問到的都是子類中的methodA()，基類的無法訪問到
        super.methodB(); // 訪問基類的methodB()
    }
}

5、子類構(gòu)造方法

子類對(duì)象構(gòu)造時(shí)，需要先調(diào)用父類的構(gòu)造方法，然后執(zhí)行子類的構(gòu)造方法。

public class Base {
    public Base(){
        System.out.println("Base()");
    }
}
public class Derived extends Base{
    public Derived(){
   // super(); // 注意子類構(gòu)造方法中默認(rèn)會(huì)調(diào)用基類的無參構(gòu)造方法：super(),
   // 用戶沒有寫時(shí),編譯器會(huì)自動(dòng)添加，而且super()必須是子類構(gòu)造方法中第一條語句，
   // 并且只能出現(xiàn)一次
        System.out.println("Derived()");
    }
}

• 若父類顯示定義無參或者默認(rèn)的構(gòu)造函數(shù)，在子類的構(gòu)造方法第一行默認(rèn)有隱含的super()調(diào)用。

• 父類定義帶參數(shù)的構(gòu)造方法時(shí)，編譯器不會(huì)再給子類生成默認(rèn)的構(gòu)造方法，需要子類顯式定義，并在子類構(gòu)造方法中調(diào)用合適的父類構(gòu)造方法

• 子類構(gòu)造方法中，super(……)調(diào)用父類構(gòu)造方法，必須是子類構(gòu)造方法的第一條語句

• super(……)只能在子類構(gòu)造方法中出現(xiàn)一次，并且不能和this同時(shí)出現(xiàn)

6、super和this

super和this都可以在成員方法中用來訪問成員變量和調(diào)用其他的成員函數(shù)，都可以作為構(gòu)造方法的第一條語句，那么它們之間的區(qū)別是什么？

（1）相同點(diǎn)

• 都是java的關(guān)鍵字

• 只能在類的非靜態(tài)方法中使用，用來訪問非靜態(tài)成員方法和屬性

• 必須作為構(gòu)造方法中的第一條語句，并且不能同時(shí)存在

（2）不同點(diǎn)

• this是當(dāng)前對(duì)象的引用，super是子類對(duì)象中從父類繼承的成員的引用

• this是非靜態(tài)成員方法的一個(gè)隱藏參數(shù)，super不是隱藏參數(shù)

• 在構(gòu)造方法中：this()用于調(diào)用本類的構(gòu)造方法，super()用來調(diào)用父類構(gòu)造方法，兩種調(diào)用不能同時(shí)出現(xiàn)在構(gòu)造方法中

• 子類的構(gòu)造方法中一定會(huì)存在super()的調(diào)用，但是this()用戶不寫就沒有

7、代碼塊執(zhí)行順序

【普通類】

• 靜態(tài)代碼塊先執(zhí)行，并且只執(zhí)行一次，在類加載階段執(zhí)行

• 當(dāng)有對(duì)象創(chuàng)建時(shí)，才會(huì)執(zhí)行實(shí)例代碼塊，最后執(zhí)行構(gòu)造方法

【繼承關(guān)系上的執(zhí)行順序】

• 父類靜態(tài)代碼塊優(yōu)先于子類靜態(tài)代碼塊執(zhí)行，最早執(zhí)行

• 父類實(shí)例代碼塊和父類構(gòu)造方法緊接著執(zhí)行

• 子類的實(shí)例代碼塊和構(gòu)造方法最后執(zhí)行

• 第二次實(shí)例化子類對(duì)象時(shí)，父類和子類的靜態(tài)代碼塊不會(huì)再執(zhí)行

8、繼承方式

【注】Java中不支持多繼承

• super只能指代直接父類

• 繼承關(guān)系一般不超過三層

9、final關(guān)鍵字

• 修飾變量時(shí)，表示常量（不能修改）

• 修飾類：此類不能被繼承

• 修飾方法：表示方法不能被重寫

10、繼承和組合

組合和繼承都能實(shí)現(xiàn)代碼的復(fù)用。組合沒有涉及到特殊的語法（如extend關(guān)鍵字），僅僅是將一個(gè)類的實(shí)例作為另一個(gè)類的屬性。

• 繼承表示對(duì)象與對(duì)象之間是is-a的關(guān)系

• 組合表示對(duì)象與對(duì)象之間是has-a的關(guān)系

一般建議：能用組合盡量用組合

二、多態(tài)

1、向上轉(zhuǎn)型

通過父類類型的引用調(diào)用子類對(duì)象，向上轉(zhuǎn)型是安全的

【發(fā)生向上轉(zhuǎn)型的時(shí)機(jī)】

• 直接賦值

• 方法傳參

• 函數(shù)的返回值

public class TestAnimal {
    // 2. 函數(shù)傳參：形參為父類引用，可以接收任意子類的對(duì)象
    public static void eatFood(Animal a) {
        a.eat();
    }
 
    // 3. 作返回值：返回任意子類對(duì)象
    public static Animal buyAnimal(String var) {
        if ("狗" == var) {
            return new Dog("狗狗", 1);
        } else if ("貓" == var) {
            return new Cat("貓貓", 1);
        } else {
            return null;
        }
    }
 
    public static void main(String[] args) {
        Animal cat = new Cat("元寶", 2); // 1. 直接賦值：子類對(duì)象賦值給父類對(duì)象
        Dog dog = new Dog("小七", 1);
    }
}

優(yōu)缺點(diǎn)：

• 優(yōu)點(diǎn)：讓代碼更加靈活

• 缺點(diǎn)：不能訪問到子類特有的方法

2、重寫

函數(shù)名相同、參數(shù)列表相同、返回值相同或是【協(xié)變類型】（父子類關(guān)系）

【方法重寫的規(guī)則】

• 重寫的方法訪問權(quán)限不能比父類中原方法的的權(quán)限低；

• 父類中被static、private、final修飾的方法、構(gòu)造方法不能被重寫；

• 重寫的方法，可以使用 @override 注解來顯示指定（幫助我們進(jìn)行一些合法性的檢驗(yàn)）。比如方法名拼寫錯(cuò)誤，編譯會(huì)報(bào)錯(cuò)；

• 重寫的返回值類型可以不同，但是必須具有父子關(guān)系。

• 被final修飾的方法，叫做密封方法，該方法不能被重寫。

• 外部類只能是public或者默認(rèn)權(quán)限

【動(dòng)態(tài)綁定和靜態(tài)綁定】

• 動(dòng)態(tài)綁定：發(fā)生的條件（1、父類引用引用子類對(duì)象；2、通過父類引用，可以訪問到子類中的方法）。后期綁定，即在編譯時(shí)不能確定方法的行為，需要等到程序運(yùn)行時(shí)，才能夠確定調(diào)用哪個(gè)類的方法；

• 靜態(tài)綁定：前期綁定，編譯時(shí)，根據(jù)用戶傳遞的參數(shù)類型確定具體的調(diào)用方法（函數(shù)重載）

3、多態(tài)

一個(gè)引用調(diào)用同一個(gè)方法，可以表現(xiàn)出不同的形式，這種思想稱為多態(tài)。在父類的構(gòu)造方法中不要調(diào)用重寫的方法。

【多態(tài)實(shí)現(xiàn)的條件】

• 必須在繼承條件下

• 子類對(duì)父類方法進(jìn)行重寫

• 通過父類引用調(diào)用重寫的方法

• 發(fā)生了向上轉(zhuǎn)型

public class Animal(){
    String name;
    int age;
    public Animal(String name, int age){
        this.name = name;
        this.age = age;
    }
    public void eat(){
        System.out.println(name + "吃飯");
        }
}
public class Cat extends Animal{
    public Cat(String name, int age){
        super(name, age);
    }
    @Override
    public void eat(){
        System.out.println(name+"吃魚~~~");
    }
}
public class Dog extends Animal {
    public Dog(String name, int age){
        super(name, age);
    }
    @Override
    public void eat(){
        System.out.println(name+"吃骨頭~~~");
    }
}
public class TestAnimal {
    // 編譯器在編譯代碼時(shí)，并不知道要調(diào)用Dog 還是 Cat 中eat的方法
   // 等程序運(yùn)行起來后，形參a引用的具體對(duì)象確定后，才知道調(diào)用那個(gè)方法
   // 注意：此處的形參類型必須時(shí)父類類型才可以
    public static void eat(Animal a){
        a.eat();
    }
    public static void main(String[] args) {
        Animal animal1 = new Cat("元寶",2);
        Animal animal2 = new Dog("小七", 1);
        eat(animal1);
        eat(animal2);
    }
}

【注】Java中所有的類默認(rèn)繼承Object類

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