Java 继承详解

时间：2015-12-14 02:53 点击：次

什么是继承？

多个类中存在相同属性和行为时，将这些内容抽取到单独一个类中，那么多个类无需再定义这些属性和行为，只要继承那个类即可。

多个类可以称为子类，单独这个类称为父类、超类或者基类。

子类可以直接访问父类中的非私有的属性和行为。

通过 extends 关键字让类与类之间产生继承关系。

class SubDemo extends Demo{}	//SubDemo是子类，Demo是父类

继承有什么好处？

提高代码的复用性。
让类与类之间产生了关系，是多态的前提。

继承的特点

1.Java只支持单继承，不支持多继承。

//一个类只能有一个父类，不可以有多个父类。
class SubDemo extends Demo{} //ok
class SubDemo extends Demo1,Demo2...//error

2.Java支持多层（重）继承(继承体系)。

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

使用继承时的注意事项

如果类之间存在着：is a 的关系，就可以考虑使用继承。
不要为了继承部分功能，而去使用继承。

super和this有什么区别?

super是一个关键字，代表父类的存储空间标识。(可以理解为父亲的引用)

super和this的用法相似。

this代表对象的引用(谁调用就代表谁)；
super代表当前子类对父类的引用。

使用场景

当子父类出现同名成员时，可以用super进行区分；
子类要调用父类构造函数时，可以使用super语句。

区别

1.成员变量

this.变量    --    本类的
super.变量    --    父类的

2.构造方法

this(...)    --    本类的
super(...)    --    父类的

3.成员方法

this.方法名()    --    本类的    
super.方法名()    --    父类的

super();和this();都是在构造函数的第一行，不能同时出现。

方法的重写（覆盖）

子类中出现与父类一模一样的方法时（除了权限修饰符，权限修饰符大于等于不包括private，返回值类型，方法名和参数列表相同），会出现覆盖操作，也称为重写或者复写。

父类私有方法，子类看不到，因此父类私有方法的重写也就无从谈起。

覆盖注意事项：

覆盖时，子类方法权限一定要大于等于父类方法权限；
静态只能覆盖静态。

覆盖的使用场景：

当子类需要父类的功能，而功能主体子类有自己特有内容时，可以复写父类中的方法，这样，既沿袭了父类的功能，又定义了子类特有的内容。

方法重写和重载有什么区别？

方法的重写用在子类方法与父类方法一模一样时，除权限修饰符，返回值类型，方法名和参数列表都是相同的。
重载用在同一个类中各方法方法名相同，参数列表不同（与返回值类型没有关系）的情况。

子父类中构造方法的用法：

子类的初始化过程中，首先回去执行父类的初始化动作。因为子类的构造方法中默认有一个super()。子类要使用父类的成员变量，这个初始化，必须在子类初始化之前完成。所以，子类的初始化过程中，会先执行父类的初始化。
如果父类没有无参构造方法

使用super调用父类的带参构造。推荐方式。
使用this调用本身的其他构造。

静态代码块、构造代码块，构造方法的执行顺序：

父类静态代码块→子类静态代码块→父类构造代码块→父类构造方法→子类构造代码块→子类构造方法

final关键字

final是一个关键字，可以用于修饰类，成员变量，成员方法。

特点：

它修饰的类不能被继承。
它修饰的成员变量是一个常量。
它修饰的成员方法是不能被子类重写的。

final修饰的常量定义一般都有书写规范,被final修饰的常量名称,所有字母都大写。

final修饰成员变量,必须初始化,初始化有两种

显示初始化；
构造方法初始化。
但是不能两个一起初始化

final和private的区别：

final修饰的类可以访问；
private不可以修饰外部类，但可以修饰内部类（其实把外部类私有化是没有意义的）。
final修饰的方法不可以被子类重写；
private修饰的方法表面上看是可以被子类重写的，其实不可以，子类是看不到父类的私有方法的。
final修饰的变量只能在显示初始化或者构造函数初始化的时候赋值一次，以后不允许更改；
private修饰的变量，也不允许直接被子类或一个包中的其它类访问或修改，但是他可以通过set和get方法对其改值和取值。

多态

概念：

对象在不同时刻表现出来的不同状态。

多态的前提：

要有继承或者实现关系。
要有方法的重写。
要有父类引用指向子类对象。

程序中的体现：
父类或者接口的引用指向或者接收自己的子类对象。

好处和作用：
多态的存在提高了程序的扩展性和后期可维护性。

弊端:
父类调用的时候只能调用父类里的方法，不能调用子类的特有方法，因为你并不清楚将来会有什么样的子类继承你。

多态的成员特点：

成员变量：编译时期：看引用型变量所属的类中是否有所调用的变量；
运行时期：也是看引用型变量所属的类是否有调用的变量。
成员变量无论编译还是运行都看引用型变量所属的类，简单记成员变量，编译和运行都看等号左边。
成员方法：编译时期：要查看引用变量所属的类中是否有所调用的成员；
运行时期：要查看对象所属的类中是否有所调用的成员。如果父子出现同名的方法,会运行子类中的方法,因为方法有覆盖的特性。
编译看左边运行看右边。
静态方法:编译时期：看的引用型变量所属的类中是否有所调用的变量；
运行时期：也是看引用型变量所属的类是否有调用的变量。
编译和运行都看等号左边。

一定不能够将父类的对象转换成子类类型！

父类的引用指向子类对象，该引用可以被提升，也可以被强制转换。

多态自始至终都是子类对象在变化！

//多态向下转型和向上转型的例子，多态转型解决了多态中父类引用不能使用子类特有成员的弊端。
class PolymorphicTest2 {
    public static void main(String[] args) {
        Phone p1 = new Nokia();        //向上转型，类型提升
        Nokia no = (Nokia)p1;          //向下转型，强制将父类的引用转换成子类类型，不能将Nokia类型转成Moto或Nexus类型
        no.print();                      //输出结果为Phone---null---0，因为继承了父类的方法

        Phone p2 = new Moto();
        Moto m = (Moto)p2;
        m.print();                    //输出结果为Moto---yellow---1599，方法重写，子类方法覆盖父类方法

        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）

抽象就是从多个事物中将共性的，本质的内容抽象出来。

抽象类：

Java中可以定义没有方法体的方法，该方法的具体实现由子类完成，该方法称为抽象方法，包含抽象方法的类就是抽象类。

由来：

多个对象都具备相同的功能，但是功能具体内容有所不同，那么在抽取过程中，只抽取了功能定义，并未抽取功能主体，那么只有功能声明，没有功能主体的方法称为抽象方法。

抽象类特点：

抽象方法一定在抽象类中；
抽象方法和抽象类都必须被abstract关键字修饰；
抽象类不可以用new创建对象，因为调用抽象方法没意义；
抽象类中的抽象方法要被使用，必须由子类复写其所有的抽象方法后，建立子类对象调用；如果子类只覆盖了部分的抽象方法，那么该子类还是一个抽象类；
抽象类中可以有抽象方法，也可以有非抽象方法，抽象方法用于子类实例化；
如果一个类是抽象类，那么，继承它的子类，要么是抽象类，要么重写所有抽象方法。
特殊：抽象类中可以不定义抽象方法，这样做仅仅是不让该类建立对象。

抽象类的成员特点：

成员变量：可以是变量，也可以是常量；
构造方法：有构造方法；
成员方法：可以是抽象方法，也可以是非抽象方法。

abstract class 葵花宝典 {
    public abstract void 自宫();
}

class 岳不群 extends 葵花宝典 {
    public void 自宫(){
        System.out.println("剪刀");
    }
}

class 林平之 extends 葵花宝典{
    public void 自宫(){
        System.out.println("指甲刀");
    }
}
class AbstractTest  {
    public static void main(String[] args) {
        岳不群 岳 = new 岳不群();
        岳.自宫();

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

抽象类注意事项：

抽象类不能被实例化，为什么还有构造函数？

只要是class定义的类里面就肯定有构造函数。抽象类中的函数是给子类实例化的。

一个类没有抽象方法，为什么定义为抽象类?

不想被继承，还不想被实例化。

抽象关键字abstract不可以和哪些关键字共存？

final：如果方法被抽象，就需要被覆盖，而final是不可以被覆盖，所以冲突。
private：如果函数被私有了，子类无法直接访问，怎么覆盖呢？
static：不需要对象，类名就可以调用抽象方法。而调用抽象方法没有意义。

接口（interface）

接口是抽象方法和常量值的集合。从本质上讲，接口是一种特殊的抽象类，这种抽象类只包含常量和方法的定义，而没有变量和方法的实现。

格式：interface 接口名{}

接口的出现将”多继承“通过另一种形式体现出来，即”多实现“。

实现（implements）

格式：class 类名 implements 接口名 {}

特点：

接口不能被实例化。
一个类如果实现了接口，要么是抽象类，要么实现接口中的所有方法。

接口的成员特点：

接口中的成员修饰符是固定的！

成员常量：public static final，接口里定义的变量是全局常量，而且修饰符只能是这三个关键字，都可以省略，常量名要大写。
成员方法：public abstract，接口里定义的方法都是抽象的，两个修饰符关键字可省略。
推荐：永远手动给出修饰符。

继承与实现的区别：

类与类之间称为继承关系：因为该类无论是抽象的还是非抽象的，它的内部都可以定义非抽象方法，这个方法可以直接被子类使用，子类继承即可。只能单继承，可以多层继承。（(class)）
类与接口之间是实现关系：因为接口中的方法都是抽象的，必须由子类实现才可以实例化。可以单实现，也可以多实现；还可以在继承一个类的同时实现多个接口。（(class) extends (class) implements (interface1,interface2…)）
接口与接口之间是继承关系：一个接口可以继承另一个接口，并添加新的属性和抽象方法，并且接口可以多继承。（(interface) extends (interface1,interface2…)）

抽象类和接口的区别：

成员变量

抽象类能有变量也可以有常量
接口只能有常量

成员方法

抽象类可以有非抽象的方法,也可以有抽象的方法
接口只能有抽象的方法

构造方法

-抽象类有构造方法
-接口没有构造方法

类与抽象类和接口的关系

类与抽象类的关系是继承 extends
类与接口的关系是实现 implements

接口的思想特点：

接口是对外暴露的规则；
接口是程序的功能扩展；
接口的出现降低耦合性；(实现了模块化开发,定义好规则,每个人实现自己的模块,大大提高了开发效率)
接口可以用来多实现；
多个无关的类可以实现同一个接口；
一个类可以实现多个相互直接没有关系的接口；
与继承关系类似，接口与实现类之间存在多态性。

//运动员和教练的案例（下图是思路分析）

/*
    篮球运动员和教练
    乒乓球运动员和教练
    现在篮球运动员和教练要出国访问,需要学习英语
    请根据你所学的知识,分析出来哪些是类,哪些是抽象类,哪些是接口
*/
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;
    }

    //吃饭
    public abstract void eat();
    //睡觉
    public void sleep(){
        System.out.println("Zzz...");
    }
}
//运动员
abstract class Player extends Person {
    public abstract void study();
}
//教练
abstract class Coach extends Person {
    public abstract void teach();
}

//篮球运动员
class BasketballPlayer extends Player implements SpeakEnglish,GoAboard{
    public void eat(){
        System.out.println(getAge() + "岁的" + getName() + "吃鸡腿");
    }

    public void study(){
        System.out.println(getAge() + "岁的" + getName() + "学扣篮");
    }

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

    public void aboard(){
        System.out.println(getAge() + "岁的" + getName() + " Go Aboard");
    }
}
//乒乓运动员
class PingPangPlayer extends Player{
    public void eat(){
        System.out.println(getAge() + "岁的" + getName() + "吃鸡蛋");
    }

    public void study(){
        System.out.println(getAge() + "岁的" + getName() + "学扣球");
    }
}
//篮球教练
class BasketballCoach extends Coach implements SpeakEnglish {
    public void eat(){
        System.out.println(getAge() + "岁的" + getName() + "啃鸡爪");
    }

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

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

    public void aboard(){
        System.out.println(getAge() + "岁的" + getName() + " Go Aboard");
    }
}
//乒乓球教练
class PingPangCoach extends Coach{
    public void eat(){
        System.out.println(getAge() + "岁的" + getName() + "吃鸡蛋皮");
    }

    public void teach(){
        System.out.println(getAge() + "岁的" + getName() + "教扣球");
    }
}
class PlayerAndCoach {
    public static void main(String[] args) {
        //篮球运动员
        BasketballPlayer bp = new BasketballPlayer();
        bp.setName("郭艾伦");
        bp.setAge(33);
        bp.eat();
        bp.sleep();
        bp.study();
        bp.speak();
        bp.aboard();
        System.out.println("***********************");
        //篮球教练
        BasketballCoach bc = new BasketballCoach();
        bc.setName("波波维奇");
        bc.setAge(65);
        bc.eat();
        bc.sleep();
        bc.teach();
        bc.speak();
        bc.aboard();
        System.out.println("***********************");
        //多态
        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("***********************");
    }
}

内部类

将一个类定义在另一个类里面，里面的那个类就称为内部类。内部类的出现，再次打破了Java单继承的局限性。

访问特点：

内部类可以直接访问外部类的成员，包括私有成员。
外部类要访问内部类的成员，必须要建立内部类的对象。
内部类分类及共性：

共性：

内部类仍然是一个独立的类，在编译之后会内部类会被编译成独立的.class文件，但是前面冠以外部类的类名和$符号。
内部类不能用普通的方式访问。内部类是外部类的一个成员，因此内部类可以自由地访问外部类的成员变量，无论是否是private的。

成员内部类

在外部类中有成员变量和成员方法，成员内部类就是把整个一个类作为了外部类的成员；
成员内部类是定义在类中方法外的类；
创建对象的格式为：外部类名.内部类名对象名 = 外部类对象.内部类对象；
成员内部类之所以可以直接访问外部类的成员，那是因为内部类中都持有一个外部类对象的引用：外部类名.this；
成员内部类可以用的修饰符有final，abstract，public，private，protected，static.

静态内部类

静态内部类就是成员内部类加上静态修饰符static，定义在类中方法外。

在外部类中访问静态内部类有两种场景：

在外部类中访问静态内部类中非静态成员：*外部类名.内部类名对象名 = 外部类名.内部对象*，需要通过创建对象访问；
在外部类中访问静态内部类中的静态成员：同样可以使用上面的格式进行访问，也可以直接使用外部类名.内部类名.成员。

局部内部类

局部内部类是定义在方法中的类。

方法内部类只能在定义该内部类的方法内实例化，不可以在此方法外对其实例化。
方法内部类对象不能使用该内部类所在方法的非final局部变量。

可以用于方法内部类的修饰符有final，abstract；

静态方法中的方法内部类只能访问外部的静态成员。

匿名内部类

匿名内部类是内部类的简化写法，是建立一个带内容的外部类或者接口的子类匿名对象。
前提：
内部类可以继承或实现一个外部类或者接口。
格式：
new 外部类名或者接口名(){重写方法};
通常在方法的形式参数是接口或者抽象类，并且该接口中的方法不超过三个时，可以将匿名内部类作为参数传递。

不同修饰符修饰的内容(和内部类无关)

	类	成员变量	成员方法	构造方法
private		Y	Y	Y
默认	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，常见规则如下：

以后，所有的类都用public修饰。并且，在一个java文件中，只写一个类。
以后，所有的成员变量用private修饰。
以后，所有的成员方法用public修饰。
如果是抽象类或者接口：public abstract + …
以后，所有的构造方法用public修饰。
如果类是工具类或者单例类：构造用private修饰

四种权限修饰符

	本类	同包（无关类或子类）	不同包（子类）	不同包（无关类）
private	Y
默认	Y	Y
protected	Y	Y	Y
public	Y	Y	Y	Y