【Java 基础语法】万字解析 Java 的包和继承
文章目录
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- 一、包
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- 1. 概念
- 2. 使用方式
- 3. 静态导入
- 4. 创建包
- 5. 包的访问权限
- 6. 常见的系统包
- 二、继承
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- 1. 概念
- 2. 语法规则（含 super 使用）
- 3. protected 关键字
- 4. 更复杂的继承关系
- 5. final 关键字
- 三、组合
- 四、总结（含谜底）
一、包
1. 概念
根据定义：包是组织类的一种方式
那么为什么要组织类呢？
简单来讲就是保证类的唯一性，就比如在以后的工作中，如果大家一起开发一个项目，大家可能在自己的代码中都写到了一个 Test 类，而如果出现了两个同名的类的话，就会冲突，导致代码不能编译通过。
用一份代码理解下
import java.util.*; public class TestDemo{ public static void main(String[] args){ // 得到一个毫秒级的时间戳 Date date=new Date(); } }上面一份代码，导入了 util 包，并使用了其中的 Date 类，目的是为了得到一个毫秒级的时间戳。而如果我们再导入一个 sql 包
import java.sql.*; import java.util.*; public class TestDemo{ public static void main(String[] args){ // 得到一个毫秒级的时间戳 Date date=new Date(); } }上述代码就会编译错误，会显示
Reference to 'Date' is ambiguous, both 'java.sql.Date' and 'java.util.Date' match，即两个包中都有 Date 类，不知道该和哪个匹配。稍微修改下，确定该 Date 是和谁匹配就行，修改方式如java.util.Date date=new java.util.Date();或者修改这里也行
import java.sql.*; import java.util.Date;
2. 使用方式
Java 中已经提供了很多现成的类供我们使用，如上述代码中的 Date 类，还有我们经常使用的 Scanner 类、Arrays 类等等。
而这些类被放置在各个包中，比如 util 包中就有很多我们常用的类
虽说 Java 有这么多已经包装好的类供我们使用，但是并不是上面有的我们就可以直接使用。
其中 lang 包中的一些类可以直接使用，如 String、Short、Byte、Float 等等（因为这些类会被自动导入），写一个代码理解下
public class TestDemo{
public static void main(String[] args){
// 输出 long 的最大值
System.out.println(Long.MAX_VALUE);
}
}
上述代码是输出 long 类型的最大值，其中使用了 Long 类的 Max_VALUE 方法。并且不需要手打导入 lang 包
而其它包使用时都需要手动导入，并且导入一般有以下几种方法
- 方法一(不推荐）： 直接在使用时，类前加包名，如
public class TestDemo{ public static void main(String[] args){ // 得到一个毫秒级的时间戳 java.util.Date date=new java.util.Date(); } }这种写法比较麻烦，不简洁
- 方法二： 使用 impot 语句直接导入某包中的某个类，如
import java.util.Date; public class TestDemo{ public static void main(String[] args){ // 得到一个毫秒级的时间戳 Date date=new Date(); } }注意：
导入包时也可以直接使用**通配符 *** ，直接导入 util 包中的所有，如
import java.util.*;但是这个并不是直接将该包中的所有类全部导入，而是你用到哪个类就会导入哪个类。
但是会出现导入的两个包都使用通配符，并且两个包都包含同名类的话，则在使用时就会出现错误，如
import java.sql.*; import java.util.*; public class TestDemo{ public static void main(String[] args){ // 得到一个毫秒级的时间戳 Date date=new Date(); } }因此更推荐导入某个指定的类
- 方法三（下面会讲解，不常使用）： 静态导入
了解到这里我们就会发现，Java 中的 import 和 C++ 中的 #include 差别很大，后者必须使用 #include 来引入其他文件内容，但是 Java 不需要。
3. 静态导入
其实之前讲方法那一章就提到过静态方法，而静态导入跟静态方法一样，都通过关键字 static 修饰，使用 import static 导入包。
而静态导入可以使我们不用写类名，这在某些时候会更加方便，例如
import static java.util.lang.Math.*;
public class TestDemo{
public static void main(String[] args){
double x=3;
double ans=pow(x,2);
}
}
其实 pow 方法就省略了类名 Math
4. 创建包
既然理解了 Java 中的包，那么我们自己可以创建一个包吗？因为这样的话，我们就可以在和别人一起开发的时候，使用同一个类名了！
基本规则：
- 包中的文件最上方要加上一个 package 语句，来指定该代码在哪个包中
- 包名要和代码路径相匹配
- 如果一个类没有 package 语句，则会被放到一个默认的包中
- 包名需要全部小写，并尽量指定成唯一的名字（一般取名如下）
- 个人项目：pers.发起者名.项目名.模快名
- 团队项目：pers.团队名.项目名.模快名
- 公司项目：com.公司名.项目名.模快名
为了方便上述规则的理解，接下来让我来手动创建一个包吧！
创建及使用步骤：
右键 src ，点击new ，选择创建一个package
创建包名，包名全部小写
创建之后我们就可以看到这些，并且包名和代码的路径一致
点击 demo1，创建一个 Java 文件
大家发现没，我创建了一个叫 TestDemo 的类，而这个名字在 src 中已经有了。这就是包的作用！并且这个文件上面有
package pers.dmw.demo1;指定了该代码的位置使用创建的类
当我们输入 Test 的时候，它出现了两个 TestDemo，下面哪个就是我们创建的类。按照我们以上所学的，先导入包，再使用这个类
完成啦！
5. 包的访问权限
之前学类时，我们学过 public 和 private，其中被 public 修饰的成员在整个工程都可以使用，而被 private 修饰成员的则只能在自己的类中使用
而都不被这两者修饰的成员，则可以在这个包的其他类中使用，但是不能在其他包中使用
比如我们个人创建的包中定义两个类 TestDemo1 和 TestDemo2，而 TestDemo 是其他包中的
其中 TestDemo2 代码如下
package pers.dmw.demo1;
public class TestDemo2 {
public int a=10;
private int b=20;
int c=30;
}
Testdemo1 代码如下
package pers.dmw.demo1;
public class TestDemo1 {
public static void main(String[] args) {
TestDemo2 testDemo2=new TestDemo2();
System.out.println(testDemo2.a);
System.out.println(testDemo2.b);
System.out.println(testDemo2.c);
}
}
其中 b 不能打印，因为 b 被 private 修饰，只能在自己的类中使用
TestDemo 代码如下
package pers.dmw.demo1;
public class TestDemo {
public static void main(String[] args) {
TestDemo2 testDemo2=new TestDemo2();
System.out.println(testDemo2.a);
System.out.println(testDemo2.b);
System.out.println(testDemo2.c);
}
}
其中 b 和 c 都不能打印，b 是被 private 修饰的类，而 c 没有被修饰，只能在自己的包中使用
6. 常见的系统包
包大概的知识已经介绍完了，最后让我们来了解下那些常见的系统包吧！
java.lang：系统常用基础类（String、Object），此包从 JDK1.1 后自动导入。
java.lang.reflflect：java 反射编程包
java.net：进行网络编程开发包
java.sql：进行数据库开发的支持包
java.util：是 Java 提供的工具程序包
java.io：I/O 编程开发包
二、继承
我们知道面向对象的基本特征就是：继承、封装、多态
我们已经了解过封装了，接下来就开始学习继承
学习继承之前我们首先回忆一下类与对象，之前我举了一个洗衣服的例子，不记得的朋友可以去 爆肝1W字只为弄懂类和对象 这章看看
而今天我再用一个谜语更好的帮大家去理解类和对象
谜语：
年纪不大，胡子一把。客人来啦，就喊妈妈（打一动物）
谜底：
诶！？先猜，谜底我已经放到本章的最后了，猜完的小伙伴可以到下面去验证哈
我们可以发现
- 谜语就是一种抽象
- 谜底就是一个具体
- 类就是一个事物的抽象
- 对象就是一个抽象的具体
回顾了类与对象之后，我们开始学习继承，那么继承是什么呢？
1. 概念
其实这里的继承和我们生活中的继承很类似，比如谁继承了长辈的产业。我们也可以用这样的比喻去写一个代码。
首先我们看一幅图
图片里有一只羊和一只狼，然后它们都属于动物对吧，那我们可以根据动物去写一个类
class Animal{
public String name;
public int age;
public void eat(){
System.out.println("我要睡觉啦！");
}
public void bark(){
System.out.println("我要叫啦！");
}
}
该类中，定义了动物的名字、年龄属性以及睡觉、叫的行为。我们再继续对狼和羊定义一个类
狼
class Wolf{
public String name;
public int age;
public void eat(){
System.out.println("我要睡觉啦！");
}
public void bark(){
System.out.println("我要叫啦！");
}
public void hunt(){
System.out.println("我要猎食啦！");
}
}
羊
class Sheep{
public String name;
public int age;
public int cleatNum;
public void eat(){
System.out.println("我要睡觉啦！");
}
public void bark(){
System.out.println("我要叫啦！");
}
}
我们发现，在羊和狼的类的定义时，由于它们都属于动物，所以动物的一些属性和行为它们都有，所以我们可以通过继承，将羊和狼的类的代码变得更加简介
狼
class Wolf extends Animal{
public void hunt(){
System.out.println("我要猎食啦！");
}
}
羊
class Sheep extends Animal{
public int cleatNum;
}
如上述代码中的 A extends B 就是继承。其中
- A：叫做子类或者派生类
- B：叫做父类、基类或者超类
当子类继承了父类之后，子类就拥有了父类的方法和属性
因此继承的意义就是
为了代码的重复使用
继承的思想就是
- 抽取共性，放到基类当中
- extends
2. 语法规则（含 super 使用）
这里我们再更加详细的介绍继承的语法规则，以便于解决一些疑惑的地方
语法：
class 子类 extends 父类{
}
规则：
- Java 中一个子类只能继承一个父类（C++/python 等语言支持多继承）
- 子类会继承父类的所有 public 的字段和方法
- 对于父类的 private 的字段和方法，子类无法访问（可以继承）
- 子类的实例中，也包含着父类的实例，可以使用 super 关键字得到父类实例的引用
注意：
由于 Java 当中只能单继承，为了解决这个问题，后面可以通过接口来实现类似于“多继承”的关系
那么上述关键字 super 是什么意思呢？首先我们看这样一段代码
class Animal{
public String name;
public void eat(){
System.out.println(this.name + "要睡觉啦！");
}
public void bark(){
System.out.println(this.name + "要叫啦！");
}
}
class Wolf extends Animal{
public void hunt(){
System.out.println(this.name + "要猎食啦！");
}
}
public class TestDemo{
public static void main(String[] args){
Wolf wolf=new Wolf("灰太狼");
wolf.eat();
wolf.bark();
wolf.hunt();
}
}
这就是一个简单的子类继承父类的使用。
我们知道创建一个对象分为两步：为对象分配内存和调用构造类。当我们没有定义构造方法时，系统会自动为我们构造一个无参的构造方法。
那如果我们在父类中主动的创建一个构造方法
class Animal{
public String name;
public Animal(Stirng name){
this.name=name;
}
public void eat(){
System.out.println(this.name + "要睡觉啦！");
}
public void bark(){
System.out.println(this.name + "要叫啦！");
}
}
那么我们要记住：子类继承父类，需要先帮父类构造。那么怎么构造呢，就要用到 super
class Wolf extends Animal{
public Wolf(String name){
super(name); // 显示的调用父类的构造方法
}
public void hunt(){
System.out.println(this.name + "我要猎食啦！");
}
}
其中 super 就是调用父类的构造方法，这就满足子类继承父类之前，要先构造父类的构造方法
再具体理解下 super：
super：表示当前对象的父类的引用（但这个说法不严谨，这是和 this 类比的结论）
super()：调用父类的构造方法
super.父类属性：调用父类的属性
super.父类方法：调用父类的方法
注意：
- 当我们不主动创建构造方法时，但不是也有系统主动创建的构造方法吗？因为当我们不主动创建时，系统也主动使用了 super
- super 不能和 this 一起使用，因为它们都要放在第一行
- super 不能放在被 static 修饰的方法中使用，因为它依赖于对象
- super 只会指向最直接的父类，不会指向父类的父类
3. protected 关键字
我们对之前学的关键字 public、private、默认以及即将要学的关键字 protected 做一个比较，就可以得到下面的表格
| num | 范围 | private | 默认（包访问权限） | protected | public |
|---|---|---|---|---|---|
| 1 | 同一包中的同一类 | ✔ | ✔ | ✔ | ✔ |
| 2 | 同一包中的不同类 | ✔ | ✔ | ✔ | |
| 3 | 不同包中的子类 | ✔ | ✔ | ||
| 4 | 不同包中的非子类 | ✔ |
我们发现在上述代码中，我使用的继承时，父类代码的属性都是用 public 修饰的。这样子类就可以正常使用这些属性，但是这就违背了“封装”的思想。但是如果用 private 修饰，不同包的子类又不能访问
因此出现了一个关键字 protected，使用它的话
- 对于不同包的非子类： protected 修饰的字段和方法是不能访问的
- 对于不同包的子类和同一包的其他类：protected 修饰的字段和方法是能访问的
学到这里，我们可以开始解决之前一些未提及的问题了：如果父类和子类都含有同一个参数，那调用时是使用哪个呢？我们来看下面的代码
class Base{
public int a=1;
}
class Derieve extends Base{
public int a=3;
public void func(){
System.out.println(a);
}
}
public class TestDemo{
public static void main(String[] args){
Derieve derieve=new Derieve();
derieve.func();
}
}
// 结果为：3
也就是说，调用时也是依靠了一个就近原则，默认为子类中的。那么调用时想调用父类该怎么办呢？这时我们就可以使用 super 来调用父类的属性。将 Derieve 类 改成这样即可
class Derieve extends Base{
public int a=3;
public void func(){
System.out.println(super.a);
}
}
// 结果为：1
至于方法同名的问题下章将讲解！
4. 更复杂的继承关系
以上的继承关系都比较简单，如果关系变得更复杂时，如这个样子，我们该怎么办呢？
emmm，其实一般建议是不希望超过三层的继承关系的，如果继承层次太多了，就需要考虑重构代码。
而有时我们不知不觉就写了很多的继承关系，所以为了在语法上进行限制继承，就可以使用关键字 final
5. final 关键字
之前我们了解过 final，它可以修饰一个变量或者字段，使其变成常量，不可以被修改，如
final int a=10;
// a 为常量不可以被修改
而在这里，final 也能修饰类，此时被修饰的类就不能被继承了，被叫做密封类，如
final class A{
}
此时 A 就不能被继承了
final 也可以修饰方法，被修饰的方法叫做密封方法，至于此时 final 有什么作用，下章将会讲解！
三、组合
上述重点讲解了继承相关的内容，而继承的意义就是：使代码可以重复使用
而组合也是一种表达类之间关系的方式，也能够达到代码重用的效果
顾名思义，组合就是将各种东西组合成一个东西。比如学习，学校就是由老师、学生、教学楼等等组合而成的，我们可以写一个代码
class Teacher{
// ...
}
class Student{
// ...
}
public class School{
public Teacher[] teachers;
public Student[] students;
}
上述代码就是将老师和学生的类封装成了对象，并且作为了另一个类的字段
四、总结（含谜底）
今天这章重点讲解了包和继承相关的内容，概念比较多，自己的理解也可能很不到位，所以写的不好，希望大家可以理解吧！最后来揭晓我们的谜底吧！
我是谜底：
其实我自己在猜的时候一直搞不懂羊为啥叫妈妈，羊不都是 miemie~ 的叫嘛，直到我想到了 giegie~
哈哈哈，艹
nal 有什么作用，下章将会讲解！