Java 繼承與多型：程式碼重用與靈活性的巧妙結合

小万哥丶發表於2024-02-29
Java繼承多型

Java 繼承（子類和超類）

在 Java 中，可以從一個類繼承屬性和方法到另一個類。我們將“繼承概念”分為兩類：

子類（child）: 從另一個類繼承的類
超類（parent）: 被繼承的類

要從一個類繼承，使用 extends 關鍵字。

示例:

class Vehicle {
  protected String brand = "Ford";    // Vehicle 屬性
  public void honk() {          // Vehicle 方法
    System.out.println("Tuut, tuut!");
  }
}

class Car extends Vehicle {
  private String modelName = "Mustang";  // Car 屬性
  public static void main(String[] args) {

    // 建立 myCar 物件
    Car myCar = new Car();

    // 在 myCar 物件上呼叫 honk() 方法（來自 Vehicle 類）
    myCar.honk();

    // 顯示來自 Vehicle 類的 brand 屬性的值和來自 Car 類的 modelName 的值
    System.out.println(myCar.brand + " " + myCar.modelName);
  }
}

輸出:

Tuut, tuut!
Ford Mustang

注意:

  • 在上面的示例中，Vehicle 類是超類，Car 類是子類。
  • Car 類繼承了 Vehicle 類的 brand 屬性和 honk() 方法。
  • Car 類還可以新增自己的屬性和方法，例如 modelName。

何時使用繼承:

  • 程式碼重用：在建立新類時，重用現有類的屬性和方法。
  • 程式碼的組織：將相關的類組織在一起，使其更容易理解和維護。

final 關鍵字:

如果不想讓其他類從一個類繼承，可以使用 final 關鍵字。

示例:

final class Vehicle {
  ...
}

class Car extends Vehicle {
  ...
}

輸出:

Main.java:9: error: cannot inherit from final Vehicle
class Main extends Vehicle {
        ^
1 error

一些額外的說明:

  • 一個類只能有一個超類。
  • 子類可以訪問超類的所有非私有成員（屬性和方法）。
  • 子類可以覆蓋超類的方法，以提供不同的實現。
  • 子類可以擴充套件超類的功能，新增新的屬性和方法。

Java 多型

多型 意味著“多種形式”，它發生在我們有許多透過繼承相互關聯的類時。

繼承允許我們從另一個類繼承屬性和方法。多型使用這些方法執行不同的任務。這使我們能夠以不同的方式執行單個操作。

示例:

假設有一個名為 Animal 的超類，它具有一個名為 animalSound() 的方法。Animal 的子類可以是 Pig、Cat、Dog、Bird - 它們也有它們自己的實現動物聲音的方法（豬發出哼哼聲，貓發出喵喵聲等）：

class Animal {
  public void animalSound() {
    System.out.println("The animal makes a sound");
  }
}

class Pig extends Animal {
  public void animalSound() {
    System.out.println("The pig says: wee wee");
  }
}

class Dog extends Animal {
  public void animalSound() {
    System.out.println("The dog says: bow wow");
  }
}

現在我們可以建立 Pig 和 Dog 物件，並在它們兩者上呼叫 animalSound() 方法：

class Animal {
  public void animalSound() {
    System.out.println("The animal makes a sound");
  }
}

class Pig extends Animal {
  public void animalSound() {
    System.out.println("The pig says: wee wee");
  }
}

class Dog extends Animal {
  public void animalSound() {
    System.out.println("The dog says: bow wow");
  }
}

class Main {
  public static void main(String[] args) {
    Animal myAnimal = new Animal(); // 建立 Animal 物件
    Animal myPig = new Pig(); // 建立 Pig 物件
    Animal myDog = new Dog(); // 建立 Dog 物件
    myAnimal.animalSound();
    myPig.animalSound();
    myDog.animalSound();
  }
}

輸出:

The animal makes a sound
The pig says: wee wee
The dog says: bow wow

何時以及為何使用“繼承”和“多型”？

  • 程式碼重用: 在建立新類時，重用現有類的屬性和方法。
  • 程式碼的組織: 將相關的類組織在一起，使其更容易理解和維護。
  • 靈活性: 允許程式碼以不同的方式執行，而無需更改程式碼本身。

多型的優點:

  • 程式碼更簡潔：只需要編寫一次程式碼，就可以在不同的類上使用。
  • 程式碼更易於維護：如果需要更改程式碼，只需更改一次，所有使用它的類都會自動更新。
  • 程式碼更易於擴充套件：可以輕鬆新增新的類，而無需更改現有的程式碼。

一些額外的說明:

  • 多型是物件導向程式設計的重要概念之一。
  • 多型可以使程式碼更簡潔、更易於維護和擴充套件。
  • 抽象類和介面是實現多型的重要工具。

一些額外的思考:

  • 您可以想象其他可以利用多型的示例嗎？
  • 多型在現實世界中有哪些應用？

最後

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