Java 繼承詳解

easydone發表於2015-06-13

什麼是繼承？

多個類中存在相同屬性和行為時，將這些內容抽取到單獨一個類中，那麼多個類無需再定義這些屬性和行為，只要繼承那個類即可。

多個類可以稱為子類，單獨這個類稱為父類、超類或者基類。

子類可以直接訪問父類中的非私有的屬性和行為。

通過 extends 關鍵字讓類與類之間產生繼承關係。

class SubDemo extends Demo{}	//SubDemo是子類，Demo是父類

繼承有什麼好處？

提高程式碼的複用性。
讓類與類之間產生了關係，是多型的前提。

繼承的特點

1.Java只支援單繼承，不支援多繼承。

//一個類只能有一個父類，不可以有多個父類。
class SubDemo extends Demo{} //ok
class SubDemo extends Demo1,Demo2...//error

2.Java支援多層（重）繼承(繼承體系)。

class A{}
class B extends A{}
class C extends B{}

使用繼承時的注意事項

如果類之間存在著：is a 的關係，就可以考慮使用繼承。
不要為了繼承部分功能，而去使用繼承。

super和this有什麼區別?

super是一個關鍵字，代表父類的儲存空間標識。(可以理解為父親的引用)

super和this的用法相似。

this代表物件的引用(誰呼叫就代表誰)；
super代表當前子類對父類的引用。

使用場景

當子父類出現同名成員時，可以用super進行區分；
子類要呼叫父類建構函式時，可以使用super語句。

區別

1.成員變數

this.變數    --    本類的
super.變數    --    父類的

2.構造方法

this(...)    --    本類的
super(...)    --    父類的

3.成員方法

this.方法名()    --    本類的    
super.方法名()    --    父類的

super();和this();都是在建構函式的第一行，不能同時出現。

方法的重寫（覆蓋）

子類中出現與父類一模一樣的方法時（除了許可權修飾符，許可權修飾符大於等於不包括private，返回值型別，方法名和引數列表相同），會出現覆蓋操作，也稱為重寫或者複寫。

父類私有方法，子類看不到，因此父類私有方法的重寫也就無從談起。

覆蓋注意事項：

覆蓋時，子類方法許可權一定要大於等於父類方法許可權；
靜態只能覆蓋靜態。

覆蓋的使用場景：

當子類需要父類的功能，而功能主體子類有自己特有內容時，可以複寫父類中的方法，這樣，既沿襲了父類的功能，又定義了子類特有的內容。

方法重寫和過載有什麼區別？

方法的重寫用在子類方法與父類方法一模一樣時，除許可權修飾符，返回值型別，方法名和引數列表都是相同的。
過載用在同一個類中各方法方法名相同，引數列表不同（與返回值型別沒有關係）的情況。

子父類中構造方法的用法：

子類的初始化過程中，首先回去執行父類的初始化動作。因為子類的構造方法中預設有一個super()。子類要使用父類的成員變數，這個初始化，必須在子類初始化之前完成。所以，子類的初始化過程中，會先執行父類的初始化。
如果父類沒有無參構造方法

使用super呼叫父類的帶參構造。推薦方式。
使用this呼叫本身的其他構造。

靜態程式碼塊、構造程式碼塊，構造方法的執行順序：

父類靜態程式碼塊→子類靜態程式碼塊→父類構造程式碼塊→父類構造方法→子類構造程式碼塊→子類構造方法

final關鍵字

final是一個關鍵字，可以用於修飾類，成員變數，成員方法。

特點：

它修飾的類不能被繼承。
它修飾的成員變數是一個常量。
它修飾的成員方法是不能被子類重寫的。

final修飾的常量定義一般都有書寫規範,被final修飾的常量名稱,所有字母都大寫。

final修飾成員變數,必須初始化,初始化有兩種

顯示初始化；
構造方法初始化。
但是不能兩個一起初始化

final和private的區別：

final修飾的類可以訪問；
private不可以修飾外部類，但可以修飾內部類（其實把外部類私有化是沒有意義的）。
final修飾的方法不可以被子類重寫；
private修飾的方法表面上看是可以被子類重寫的，其實不可以，子類是看不到父類的私有方法的。
final修飾的變數只能在顯示初始化或者建構函式初始化的時候賦值一次，以後不允許更改；
private修飾的變數，也不允許直接被子類或一個包中的其它類訪問或修改，但是他可以通過set和get方法對其改值和取值。

多型

概念：

物件在不同時刻表現出來的不同狀態。

多型的前提：

要有繼承或者實現關係。
要有方法的重寫。
要有父類引用指向子類物件。

程式中的體現：
父類或者介面的引用指向或者接收自己的子類物件。

好處和作用：
多型的存在提高了程式的擴充套件性和後期可維護性。

弊端:
父類呼叫的時候只能呼叫父類裡的方法，不能呼叫子類的特有方法，因為你並不清楚將來會有什麼樣的子類繼承你。

多型的成員特點：

成員變數：編譯時期：看引用型變數所屬的類中是否有所呼叫的變數；
執行時期：也是看引用型變數所屬的類是否有呼叫的變數。
成員變數無論編譯還是執行都看引用型變數所屬的類，簡單記成員變數，編譯和執行都看等號左邊。
成員方法：編譯時期：要檢視引用變數所屬的類中是否有所呼叫的成員；
執行時期：要檢視物件所屬的類中是否有所呼叫的成員。如果父子出現同名的方法,會執行子類中的方法,因為方法有覆蓋的特性。
編譯看左邊執行看右邊。
靜態方法:編譯時期：看的引用型變數所屬的類中是否有所呼叫的變數；
執行時期：也是看引用型變數所屬的類是否有呼叫的變數。
編譯和執行都看等號左邊。

一定不能夠將父類的物件轉換成子類型別！

父類的引用指向子類物件，該引用可以被提升，也可以被強制轉換。

多型自始至終都是子類物件在變化！

//多型向下轉型和向上轉型的例子，多型轉型解決了多型中父類引用不能使用子類特有成員的弊端。
class PolymorphicTest2 {
    public static void main(String[] args) {
        Phone p1 = new Nokia();        //向上轉型，型別提升
        Nokia no = (Nokia)p1;          //向下轉型，強制將父類的引用轉換成子類型別，不能將Nokia型別轉成Moto或Nexus型別
        no.print();                      //輸出結果為Phone---null---0，因為繼承了父類的方法

        Phone p2 = new Moto();
        Moto m = (Moto)p2;
        m.print();                    //輸出結果為Moto---yellow---1599，方法重寫，子類方法覆蓋父類方法

        Phone p3 = new Nexus();
        Nexus ne = (Nexus)p3;
        ne.print();
    }
}

class Phone{    
    String color;
    int price;

    public void print(){
        System.out.println("Phone---" + color + "---" + price );
    }    
}

class Nokia extends Phone{
    String color = "red";
    int price = 1009;

    //public void print(){
    //    System.out.println("Nokia---" + color + "---" + price);
    //}
}

class Moto extends Phone{
    String color = "yellow";
    int price = 1599;

    public void print(){
        System.out.println("Moto---" + color + "---" + price);
    }
}

class Nexus extends Phone{
    String color = "black";
    int price = 1999;

    public void print(){
        System.out.println("Nexus---" + color + "---" + price);
    }
}
}

抽象（abstract）

抽象就是從多個事物中將共性的，本質的內容抽象出來。

抽象類：

Java中可以定義沒有方法體的方法，該方法的具體實現由子類完成，該方法稱為抽象方法，包含抽象方法的類就是抽象類。

由來：

多個物件都具備相同的功能，但是功能具體內容有所不同，那麼在抽取過程中，只抽取了功能定義，並未抽取功能主體，那麼只有功能宣告，沒有功能主體的方法稱為抽象方法。

抽象類特點：

抽象方法一定在抽象類中；
抽象方法和抽象類都必須被abstract關鍵字修飾；
抽象類不可以用new建立物件，因為呼叫抽象方法沒意義；
抽象類中的抽象方法要被使用，必須由子類複寫其所有的抽象方法後，建立子類物件呼叫；如果子類只覆蓋了部分的抽象方法，那麼該子類還是一個抽象類；
抽象類中可以有抽象方法，也可以有非抽象方法，抽象方法用於子類例項化；
如果一個類是抽象類，那麼，繼承它的子類，要麼是抽象類，要麼重寫所有抽象方法。
特殊：抽象類中可以不定義抽象方法，這樣做僅僅是不讓該類建立物件。

抽象類的成員特點：

成員變數：可以是變數，也可以是常量；
構造方法：有構造方法；
成員方法：可以是抽象方法，也可以是非抽象方法。

abstract class 葵花寶典 {
    public abstract void 自宮();
}

class 嶽不群 extends 葵花寶典 {
    public void 自宮(){
        System.out.println("剪刀");
    }
}

class 林平之 extends 葵花寶典{
    public void 自宮(){
        System.out.println("指甲刀");
    }
}
class AbstractTest  {
    public static void main(String[] args) {
        嶽不群 嶽 = new 嶽不群();
        嶽.自宮();

        林平之 林 = new 林平之();
        林.自宮();
    }
}

抽象類注意事項：

抽象類不能被例項化，為什麼還有建構函式？

只要是class定義的類裡面就肯定有建構函式。抽象類中的函式是給子類例項化的。

一個類沒有抽象方法，為什麼定義為抽象類?

不想被繼承，還不想被例項化。

抽象關鍵字abstract不可以和哪些關鍵字共存？

final：如果方法被抽象，就需要被覆蓋，而final是不可以被覆蓋，所以衝突。
private：如果函式被私有了，子類無法直接訪問，怎麼覆蓋呢？
static：不需要物件，類名就可以呼叫抽象方法。而呼叫抽象方法沒有意義。

介面（interface）

介面是抽象方法和常量值的集合。從本質上講，介面是一種特殊的抽象類，這種抽象類只包含常量和方法的定義，而沒有變數和方法的實現。

格式：interface 介面名{}

介面的出現將”多繼承“通過另一種形式體現出來，即”多實現“。

實現（implements）

格式：class 類名 implements 介面名 {}

特點：

介面不能被例項化。
一個類如果實現了介面，要麼是抽象類，要麼實現介面中的所有方法。

介面的成員特點：

介面中的成員修飾符是固定的！

成員常量：public static final，介面裡定義的變數是全域性常量，而且修飾符只能是這三個關鍵字，都可以省略，常量名要大寫。
成員方法：public abstract，介面裡定義的方法都是抽象的，兩個修飾符關鍵字可省略。
推薦：永遠手動給出修飾符。

繼承與實現的區別：

類與類之間稱為繼承關係：因為該類無論是抽象的還是非抽象的，它的內部都可以定義非抽象方法，這個方法可以直接被子類使用，子類繼承即可。只能單繼承，可以多層繼承。（(class)）
類與介面之間是實現關係：因為介面中的方法都是抽象的，必須由子類實現才可以例項化。可以單實現，也可以多實現；還可以在繼承一個類的同時實現多個介面。（(class) extends (class) implements (interface1,interface2…)）
介面與介面之間是繼承關係：一個介面可以繼承另一個介面，並新增新的屬性和抽象方法，並且介面可以多繼承。（(interface) extends (interface1,interface2…)）

抽象類和介面的區別：

成員變數

抽象類能有變數也可以有常量
介面只能有常量

成員方法

抽象類可以有非抽象的方法,也可以有抽象的方法
介面只能有抽象的方法

構造方法

-抽象類有構造方法
-介面沒有構造方法

類與抽象類和介面的關係

類與抽象類的關係是繼承 extends
類與介面的關係是實現 implements

介面的思想特點：

介面是對外暴露的規則；
介面是程式的功能擴充套件；
介面的出現降低耦合性；(實現了模組化開發,定義好規則,每個人實現自己的模組,大大提高了開發效率)
介面可以用來多實現；
多個無關的類可以實現同一個介面；
一個類可以實現多個相互直接沒有關係的介面；
與繼承關係類似，介面與實現類之間存在多型性。

//運動員和教練的案例（下圖是思路分析）

/*
    籃球運動員和教練
    乒乓球運動員和教練
    現在籃球運動員和教練要出國訪問,需要學習英語
    請根據你所學的知識,分析出來哪些是類,哪些是抽象類,哪些是介面
*/
interface SpeakEnglish {
    public abstract void speak();
}

interface GoAboard{
    public abstract void aboard();
}

abstract class Person {
    private String name;
    private int age;

    public Person(){}

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

    public void setName(String name){
        this.name = name;
    }
    public String getName(){
        return name;
    }

    public void setAge(int age){
        this.age = age;
    }
    public int getAge(){
        return age;
    }

    //吃飯
    public abstract void eat();
    //睡覺
    public void sleep(){
        System.out.println("Zzz...");
    }
}
//運動員
abstract class Player extends Person {
    public abstract void study();
}
//教練
abstract class Coach extends Person {
    public abstract void teach();
}

//籃球運動員
class BasketballPlayer extends Player implements SpeakEnglish,GoAboard{
    public void eat(){
        System.out.println(getAge() + "歲的" + getName() + "吃雞腿");
    }

    public void study(){
        System.out.println(getAge() + "歲的" + getName() + "學扣籃");
    }

    public void speak(){
        System.out.println(getAge() + "歲的" + getName() + " Say Hello World");
    }

    public void aboard(){
        System.out.println(getAge() + "歲的" + getName() + " Go Aboard");
    }
}
//乒乓運動員
class PingPangPlayer extends Player{
    public void eat(){
        System.out.println(getAge() + "歲的" + getName() + "吃雞蛋");
    }

    public void study(){
        System.out.println(getAge() + "歲的" + getName() + "學扣球");
    }
}
//籃球教練
class BasketballCoach extends Coach implements SpeakEnglish {
    public void eat(){
        System.out.println(getAge() + "歲的" + getName() + "啃雞爪");
    }

    public void teach(){
        System.out.println(getAge() + "歲的" + getName() + "教扣籃");
    }

    public void speak(){
        System.out.println(getAge() + "歲的" + getName() + " Say Hello Java");
    }

    public void aboard(){
        System.out.println(getAge() + "歲的" + getName() + " Go Aboard");
    }
}
//乒乓球教練
class PingPangCoach extends Coach{
    public void eat(){
        System.out.println(getAge() + "歲的" + getName() + "吃雞蛋皮");
    }

    public void teach(){
        System.out.println(getAge() + "歲的" + getName() + "教扣球");
    }
}
class PlayerAndCoach {
    public static void main(String[] args) {
        //籃球運動員
        BasketballPlayer bp = new BasketballPlayer();
        bp.setName("郭艾倫");
        bp.setAge(33);
        bp.eat();
        bp.sleep();
        bp.study();
        bp.speak();
        bp.aboard();
        System.out.println("***********************");
        //籃球教練
        BasketballCoach bc = new BasketballCoach();
        bc.setName("波波維奇");
        bc.setAge(65);
        bc.eat();
        bc.sleep();
        bc.teach();
        bc.speak();
        bc.aboard();
        System.out.println("***********************");
        //多型
        Person p = new BasketballPlayer();
        p.setName("Kobe Bryant");
        p.setAge(33);
        p.eat();
        p.sleep();
        //p.study();
        //p.speak();

        BasketballPlayer bp2 = (BasketballPlayer)p;
        bp2.study();
        bp2.speak();
        bp2.aboard();
        System.out.println("***********************");
    }
}

內部類

將一個類定義在另一個類裡面，裡面的那個類就稱為內部類。內部類的出現，再次打破了Java單繼承的侷限性。

訪問特點：

內部類可以直接訪問外部類的成員，包括私有成員。
外部類要訪問內部類的成員，必須要建立內部類的物件。
內部類分類及共性：

共性：

內部類仍然是一個獨立的類，在編譯之後會內部類會被編譯成獨立的.class檔案，但是前面冠以外部類的類名和$符號。
內部類不能用普通的方式訪問。內部類是外部類的一個成員，因此內部類可以自由地訪問外部類的成員變數，無論是否是private的。

成員內部類

在外部類中有成員變數和成員方法，成員內部類就是把整個一個類作為了外部類的成員；
成員內部類是定義在類中方法外的類；
建立物件的格式為：外部類名.內部類名物件名 = 外部類物件.內部類物件；
成員內部類之所以可以直接訪問外部類的成員，那是因為內部類中都持有一個外部類物件的引用：外部類名.this；
成員內部類可以用的修飾符有final，abstract，public，private，protected，static.

靜態內部類

靜態內部類就是成員內部類加上靜態修飾符static，定義在類中方法外。

在外部類中訪問靜態內部類有兩種場景：

在外部類中訪問靜態內部類中非靜態成員：*外部類名.內部類名物件名 = 外部類名.內部對象*，需要通過建立物件訪問；
在外部類中訪問靜態內部類中的靜態成員：同樣可以使用上面的格式進行訪問，也可以直接使用外部類名.內部類名.成員。

區域性內部類

區域性內部類是定義在方法中的類。

方法內部類只能在定義該內部類的方法內例項化，不可以在此方法外對其例項化。
方法內部類物件不能使用該內部類所在方法的非final區域性變數。

可以用於方法內部類的修飾符有final，abstract；

靜態方法中的方法內部類只能訪問外部的靜態成員。

匿名內部類

匿名內部類是內部類的簡化寫法，是建立一個帶內容的外部類或者介面的子類匿名物件。
前提：
內部類可以繼承或實現一個外部類或者介面。
格式：
new 外部類名或者介面名(){重寫方法};
通常在方法的形式引數是介面或者抽象類，並且該介面中的方法不超過三個時，可以將匿名內部類作為引數傳遞。

不同修飾符修飾的內容(和內部類無關)

	類	成員變數	成員方法	構造方法
private		Y	Y	Y
預設	Y	Y	Y	Y
protected		Y	Y	Y
public	Y	Y	Y	Y
abstract	Y		Y
static		Y	Y	Y
final	Y	Y	Y

注意，常見規則如下：

以後，所有的類都用public修飾。並且，在一個java檔案中，只寫一個類。
以後，所有的成員變數用private修飾。
以後，所有的成員方法用public修飾。
如果是抽象類或者介面：public abstract + …
以後，所有的構造方法用public修飾。
如果類是工具類或者單例類：構造用private修飾

四種許可權修飾符

	本類	同包（無關類或子類）	不同包（子類）	不同包（無關類）
private	Y
預設	Y	Y
protected	Y	Y	Y
public	Y	Y	Y	Y