Java面向对象三大特性：继承

2018-09-13 本文已影响0人王一萍o叩丁狼教育

1. 继承思想

需求，使用面向对象的知识定义出老师（Teacher）、学生（Student）、员工（Employee）三个类：

老师：拥有名字、年龄、级别三个状态，有授课和休息两个功能
学生：拥有名字、年龄、学好三个状态，有学习和休息两个功能
员工：拥有名字、年龄、入职时间三个状态，有工作和休息两个功能

代码截图如下：

image.png

此时，发现三个类中的存在着大量的共同代码，而我们要考虑的就是如何解决代码重复的问题。

面向对象的继承思想，可以解决多个类存在共同代码的问题。

继承关系设计图：

image.png

记住几个概念：

被继承的类，称之为父类、基类
继承父类的类，称之为子类，拓展类
父类：存放多个子类共同的字段和方法
子类：存放自己特有的字段和方法

1.1. 继承语法（重点）

在程序中，如果一个类需要继承另一个类，此时使用extends关键字。

public class 子类名 extends 父类名{

}

注意：Java中类只支持单继承，但是支持多重继承。也就是说一个子类只能有一个直接的父类，父类也可以再有父类。

下面是错误的写法！ Java中的类只支持单继承。

class SuperClass1{}

class SuperClass2{}

class SubClass extends SuperClass1,SuperClass2{}//错误

下面代码是正确的。一个父类可以有多个子类。

class SuperClass{}

class SubClass1 extends SuperClass{}

class SubClass2 extends SuperClass{}

下面代码是正确的，支持多重继承。

class SupperSuperClass{}

class SupperClass extends SupperClass{}

class SubClass extends SupperClass

Object类是Java语言的根类，任何类都是Object的子类，要么是直接子类，要么是间接子类（后讲）

public class  Person{} 等价于 public class Person **extends Object**{}

1.1.1. 继承操作（重点）

父类代码：

public class Person {

    private String name;

    private int age;

    public void rest() {

        System.out.println("休息");

    }

    public String getName() {

        return name;

    }

    public void setName(String name) {

        this.name = name;

    }

    public int getAge() {

        return age;

    }

    public void setAge(int age) {

        this.age = age;

    }

}

子类代码：

public class Student extends Person{

    private String sn;// 学号

    public void study() {

        System.out.println("学习");

    }

    public String getSn() {

        return sn;

    }

    public void setSn(String sn) {

        this.sn = sn;

    }

}

测试代码：

public class ExtendsDemo {

    public static void main(String[] args) {

        //创建学生对象

        Student stu = new Student();

        //设置字段信息

        stu.setName("will");  //继承了父类

        stu.setAge(17);  //继承了父类

        stu.setSn("s_123");

        //调用方法

        stu.study();

        stu.rest();  //继承了父类

    }

}

1.1.2. 子类可以继承到父类哪些成员（了解）

子类继承父类之后，可以拥有到父类的某一些成员（字段和方法），根据访问修饰符来判断：

如果父类中的成员使用public和protected修饰，子类都能继承.
如果父类和子类在同一个包中，使用缺省访问修饰的成员，此时子类可以继承到
如果父类中的成员使用private修饰，子类继承不到。private只能在本类中访问
父类的构造器，子类也不能继承，因为构造器必须和当前的类名相同

image.png

1.2. 方法覆盖（掌握）

子类继承了父类，可以拥有父类的部分方法和成员变量。可是当父类的某个方法不适合子类本身的特征时，此时怎么办？比如鸵鸟（Ostrich）是鸟类（Bird）中的一个特殊品种，所以鸵鸟类是鸟类的一个子类，但是鸟类有飞翔的功能，但是对应鸵鸟，飞翔的行为显然不适合于它。

父类：

public class Bird {

    public void fly() {

        System.out.println("飞呀飞...");

    }

}

子类：

public class Ostrich extends Bird{

}

测试类：

public class OverrideDemo {

    public static void main(String[] args) {

        //创建鸵鸟对象

        Ostrich os = new Ostrich();

        //调用飞翔功能

        os.fly();

    }

}

运行结果：

飞呀飞...

上述代码从语法是正确的，但从逻辑上是不合理的，因为鸵鸟不能飞翔，此时怎么办？——方法覆盖操作。

1.2.1. 方法覆盖操作（重点掌握）

当子类存在一个和父类一模一样的方法时，我们就称之为子类覆盖了父类的方法，也称之为重写。那么我们就可以在子类方法体中，重写编写逻辑代码。

public class Ostrich extends Bird{

    public void fly() {

        System.out.println("扑扑翅膀,快速奔跑...");

    }

}

运行测试代码：

扑扑翅膀,快速奔跑...

方法的调用顺序：

通过对象调用方法时，先在子类中查找有没有对应的方法，若存在就执行子类的，若子类不存在就执行父类的，如果父类也没有，报错。

方法覆盖的细节：

private修饰的方法不能被子类所继承，也就不存在覆盖的概念。

①　实例方法签名必须相同 (方法签名= 方法名 + 方法的参数列表)

②　子类方法的返回值类型是和父类方法的返回类型相同或者是其子类

③　子类方法中声明抛出的异常小于或等于父类方法声明抛出异常类型

④　子类方法的访问权限比父类方法访问权限更大或相等

上述的方法覆盖细节真多，记不住，那么记住下面这句话就万事OK了。

精华：直接拷贝父类中方法的定义粘贴到子类中，再重新编写子类方法体，打完收工！

1.2.2. super关键字（掌握）

问题，在子类中的某一个方法中需要去调用父类中被覆盖的方法，此时得使用super关键字。

public class Ostrich extends Bird{

    public void fly() {

        System.out.println("扑扑翅膀,快速奔跑...");

    }

    public void say() {

        super.fly();//调用父类被覆盖的方法

        fly();//调用本类中的方法

    }

}

如果调用被覆盖的方法不使用super关键字，此时调用的是本类中的方法。

super关键字表示父类对象的意思，更多的操作，后面再讲。

super.fly()可以翻译成调用父类对象的fly方法。

1.3. 抽象方法和抽象类（掌握）

需求：求圆（Circle）和矩形（Rectangle）两种图形的面积。

分析：无论是圆形还是矩形，还是其他形状的图形，只要是图形，都有面积，也就说图形都有求面积的功能，那么我们就可以把定义一个图形（Graph）的父类，该类拥有求面积的方法，但是作为图形的概念，而并不是某种具体的图形，那么怎么求面积是不清楚的，姑且先让求面积的getArea方法返回0。

父类代码：

public class Graph {

    public double getArea() {

        return 0.0;

    }

}

子类代码（圆形）：

public class Circle extends Graph {

    private int r;  //半径

    public void setR(int r) {

        this.r = r;

    }

    public double getArea() {

        return 3.14 * r * r;

    }

}

子类代码（矩形）：

public class Rectangle extends Graph {

    private int width; // 宽度

    private int height; // 高度

    public void setWidth(int width) {

        this.width = width;

    }

    public void setHeight(int height) {

        this.height = height;

    }

    public double getArea() {

        return width * height;

    }

}

测试代码：

public class GraphDemo {

    public static void main(String[] args) {

        // 圆

        Circle c = new Circle();

        c.setR(10);

        double ret1 = c.getArea();

        System.out.println("圆的面积：" + ret1);

        // 矩形

        Rectangle r = new Rectangle();

        r.setWidth(5);

        r.setHeight(4);

        double ret2= r.getArea();

        System.out.println("矩形的面积：" + ret2);

    }

}

运行结果如下：

圆的面积：314.0

矩形的面积：20.0

1.3.1. 引出抽象方法（了解）

问题1：既然不同的图形求面积的算法是不同的，所以必须要求每一个图形子类去覆盖getArea方法，如果没有覆盖，应该以语法报错的形式做提示。

问题2：在Graph类中的getArea方法的方法体没有任何存在意义，因为不同图形求面积算法不一样，子类必须要覆盖getArea方法。

要满足上述对方法的要求，就得使用abstract来修饰方法，被abstract修饰的方法具备两个特征：

该方法没有方法体
要求子类必须覆盖该方法

这种方法，我们就称之为抽象方法。

1.3.2. 抽象方法和抽象类（重点掌握）

使用abstract修饰的方法，称为抽象方法。

public abstract 返回类型 方法名（参数）；

特点：

使用abstract修饰，没有方法体，留给子类去覆盖
抽象方法必须定义在抽象类或接口中

使用abstract修饰的类，成为抽象类。

public abstract class 类名{

}

一般的，抽象类以Abstract作为类名前缀，如AbstractGraph，一看就能看出是抽象类。

特点：

抽象类不能创建对象，调用没有方法体的抽象方法没有任何意义
抽象类中可以同时拥有抽象方法和普通方法
抽象类要有子类才有意义，子类必须覆盖父类的抽象方法，否则子类也得作为抽象类

image.png

父类代码：

public abstract class AbstractGraph {

    public abstract double getArea();  //没有方法体

}

子类代码：

public class Circle extends AbstractGraph {

    private int r;// 半径

    public void setR(int r) {

        this.r = r;

    }

    public double getArea() {//覆盖父类抽象方法

        return 3.14 * r * r;//编写方法体

    }

}

测试类没有改变。

11.4.Object类和常用方法（掌握）

Object本身表示对象的意思，是Java中的根类，要么是一个类的直接父类，要么就是一个类的间接父类。

class  A{}   其实等价于  class  A extends Object{}

因为所有类都是Object类的子类，所有类的对象都可以调用Object类中的方法，常见的方法：

boolean equals(Object obj)：拿当前调用该方法的对象和参数obj做比较

在Object类中的equals方法和“ == ”符号相同都是比较对象是否是同一个的存储地址。

public class ObjectDemo {
    public static void main(String[] args) {
        //创建Person对象p1
        Person p1 = new Person();
        //创建Person对象p2
        Person p2 = new Person();
        
        //比较p1和p2的内存地址是否相同
        boolean ret1 = p1 == p2;
        boolean ret2 = p1.equals(p2);
        System.out.println(ret1);   //false
        System.out.println(ret2);   //false
    }
}

官方建议：每个类都应该覆盖equals方法去比较我们关心的数据，而不是内存地址。

String toString()：表示把对象中的字段信息转换为字符串格式
打印对象时其实打印的就是对象的toString方法

Person p = new Person();
p.setName("will");
p.setAge(17);
System.out.println(p);
System.out.println(p.toString());

其中：

System.out.println(p);//等价于 System.out.println(p.toString());

打印格式如：

cn.wolfcode._04_object.Person@15db9742

默认情况下打印的是对象的hashCode值，但是我们更关心对象中字段存储的数据。
官方建议：应该每个类都应该覆盖toString返回我们关心的数据，如：

public class Person {
    private String name;
    private int age;
    public String getName() {
        return name;
    }
    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }
    public int getAge() {
        return age;
    }
    public void setAge(int age) {
        this.age = age;
    }
    
    public String toString() {
        return "Person [name=" + name + ", age=" + age + "]";
    }
}

此时打印对象，看到的是该对象的字段信息。

Person [name=will, age=17]

可以通过Eclipse生成toString方法，刚开始一定要手写。
== 符号到底比较的是什么：
比较基本数据类型：比较两个值是否相等
比较对象数据类型：比较两个对象是否是同一块内存空间
每一次使用new关键字，都表示在堆中创建一块新的内存空间。

若要获得最好的学习效果，需要配合对应教学视频一起学习。需要完整教学视频，请参看https://ke.qq.com/course/272077。

Java面向对象三大特性：继承

1. 继承思想

1.1. 继承语法（重点）

1.1.1. 继承操作（重点）

1.1.2. 子类可以继承到父类哪些成员（了解）

1.2. 方法覆盖（掌握）

1.2.1. 方法覆盖操作（重点掌握）

1.2.2. super关键字（掌握）

1.3. 抽象方法和抽象类（掌握）

1.3.1. 引出抽象方法（了解）

1.3.2. 抽象方法和抽象类（重点掌握）

11.4.Object类和常用方法（掌握）

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