Java类的继承

一、概述

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，只要继承那一个类即可。如图所示：

其中，多个类可以称为子类，单独那一个类称为父类、超类（superclass）或者基类。
继承描述的是事物之间的所属关系，这种关系是： is-a 的关系。例如，图中兔子属于食草动物，食草动物属于动物。可见，父类更通用，子类更具体。我们通过继承，可以使多种事物之间形成一种关系体系。那么什么是继承呢？它的好处又是什么？

• 继承：就是子类继承父类的属性和行为，使得子类对象具有与父类相同的属性、相同的行为。子类可以直接访问父类中的非私有的属性和行为。
• 好处：提高代码的复用性。类与类之间产生了关系，是多态的前提。

二、继承用法

2.1 继承的格式

通过 extends 关键字，可以声明一个子类继承另外一个父类，定义格式如下：

class 父类 {
...
}
class 子类 extends 父类 {
...
}

继承演示，代码如下：

class Employee {
    String name; // 定义name属性

    // 定义员工的工作方法
    public void work() {
        System.out.println("尽心尽力地工作");
    }
}

/*
 * 定义讲师类Teacher 继承 员工类Employee
 */
class Teacher extends Employee {
    // 定义一个打印name的方法
    public void printName() {
        System.out.println("name=" + name);
    }
}

/*
 * 定义测试类
 */
public class ExtendDemo01 {
    public static void main(String[] args) {
// 创建一个讲师类对象
        Teacher t = new Teacher();
// 为该员工类的name属性进行赋值
        t.name = "小明";
// 调用该员工的printName()方法
        t.printName(); // name = 小明
// 调用Teacher类继承来的work()方法
        t.work(); // 尽心尽力地工作
    }
}

2.2 继承后的特点–成员变量

当类之间产生了关系后，其中各类中的成员变量，又产生了哪些影响呢？

如果子类父类中出现不重名的成员变量，这时的访问是没有影响的。如果子类父类中出现重名的成员变量，这时的访问是有影响的。代码如下：

public class Father {

    int numFather = 10;

    int num = 100;

    public void methodFa(){
        System.out.println("num:" + num);
    }

}

public class Son extends Father{

    int numSon = 20;

    int num = 200;

    public void methodSon(){
        System.out.println("num" + num);
    }

}

public class Demo02Extends {

    public static void main(String[] args) {
        Father father = new Father();
        Son son = new Son();

        System.out.println(father.numFather);
        System.out.println(son.numSon);
        System.out.println(son.numFather);

        System.out.println("****************************");
        System.out.println(son.num);
        father.methodFa();
        son.methodSon();
        son.methodFa();
        
    }

}

子父类中出现了同名的成员变量时，在子类中需要访问父类中非私有成员变量时，需要使用 super 关键字，修饰父类成员变量，类似于之前学过的 this 。
使用格式：super.父类成员变量名

class Zi extends Fu {
	// Zi中的成员变量
	int num = 6;
	public void show() {
		//访问父类中的num
		System.out.println("Fu num=" + super.num);
		//访问子类中的num
		System.out.println("Zi num=" + this.num);
	}
}

小贴士：Fu 类中的成员变量是非私有的，子类中可以直接访问。若Fu 类中的成员变量私有了，子类是不能直接访问的。通常编码时，我们遵循封装的原则，使用private修饰成员变量，那么如何访问父类的私有成员变量呢？对！可以在父类中提供公共的getXxx方法和setXxx方法。

2.3 继承后的特点–成员方法

当类之间产生了关系，其中各类中的成员方法，又产生了哪些影响呢？

• 如果子类父类中出现不重名的成员方法，这时的调用是没有影响的。对象调用方法时，会先在子类中查找有没有对应的方法，若子类中存在就会执行子类中的方法，若子类中不存在就会执行父类中相应的方法。

class Fu {
    public void show() {
        System.out.println("Fu类中的show方法执行");
    }
}

class Zi extends Fu {
    public void show2() {
        System.out.println("Zi类中的show2方法执行");
    }
}

public class ExtendsDemo04 {
    public static void main(String[] args) {
        Zi z = new Zi();
//子类中没有show方法，但是可以找到父类方法去执行
        z.show();
        z.show();
        z.show2();
    }
}

• 如果子类父类中出现重名的成员方法，这时的访问是一种特殊情况，叫做方法重写 (Override)。
  方法重写 ：子类中出现与父类一模一样的方法时（返回值类型，方法名和参数列表都相同），会出现覆盖效果，也称为重写或者复写。声明不变，重新实现。

class Fu {
    public void show() {
        System.out.println("Fu show");
    }
}

class Zi extends Fu {
    //子类重写了父类的show方法
    public void show() {
        System.out.println("Zi show");
    }
}

public class ExtendsDemo05 {
    public static void main(String[] args) {
        Zi z = new Zi();
	// 子类中有show方法，只执行重写后的show方法
        z.show(); // Zi show
    }
}

重写的应用
子类可以根据需要，定义特定于自己的行为。既沿袭了父类的功能名称，又根据子类的需要重新实现父类方法，从而进行扩展增强。比如新的手机增加来电显示头像的功能，代码如下：

public class Phone {

    public void call(){
        System.out.println("打电话");
    }

    public void send(){
        System.out.println("发短信");
    }

    public void show(){
        System.out.println("显示号码");
    }

}

public class NewPhone extends Phone{

    @Override
    public void show(){
        super.show();
        System.out.println("显示号码");
        System.out.println("显示头像");
    }
    
}

public class Demo01Phone {
    
    public static void main(String[] args) {
        Phone phone = new Phone();
        phone.call();
        phone.send();
        phone.show();

        System.out.println("**********************");

        NewPhone newPhone = new NewPhone();
        newPhone.call();
        newPhone.send();
        newPhone.show();
    }

}

小贴士：这里重写时，用到super.父类成员方法，表示调用父类的成员方法。

注意事项：

• 子类方法覆盖父类方法，必须要保证权限大于等于父类权限。
• 子类方法覆盖父类方法，返回值类型、函数名和参数列表都要一模一样。

2.4 继承后的特点–构造方法

当类之间产生了关系，其中各类中的构造方法，又产生了哪些影响呢？
首先我们要回忆两个事情，构造方法的定义格式和作用。

• 构造方法的名字是与类名一致的。所以子类是无法继承父类构造方法的。
• 构造方法的作用是初始化成员变量的。所以子类的初始化过程中，必须先执行父类的初始化动作。子类的构造方法中默认有一个 super() ，表示调用父类的构造方法，父类成员变量初始化后，才可以给子类使用。代码如下：

public class Fu {
    public Fu(){
        System.out.println("父类无参构造方法");
    }
    public Fu(int num){
        System.out.println("父类有参构造方法");
    }
}

public class Zi extends Fu{

    public Zi(){
//        super();  //默认赠送
//        super(20);
        System.out.println("子类构造方法");
    }

}

public class Demo01Constructor {

    public static void main(String[] args) {
        Zi zi = new Zi();
    }
}

2.5 super，this

在每次创建子类对象时，先初始化父类空间，再创建其子类对象本身。目的在于子类对象中包含了其对应的父类空间，便可以包含其父类的成员，如果父类成员非private修饰，则子类可以随意使用父类成员。代码体现在子类的构造方法调用时，一定先调用父类的构造方法。

super和this的含义：

super ：代表父类的存储空间标识(可以理解为父亲的引用)。
this ：代表当前对象的引用(谁调用就代表谁)

super和this的用法：

this.成员变量 ‐‐ 本类的
super.成员变量 ‐‐ 父类的
this.成员方法名() ‐‐ 本类的
super.成员方法名() ‐‐ 父类的

public class Assitant extends Employee {
}

class Animal {
    public void eat() {
        System.out.println("animal : eat");
    }
}

class Cat extends Animal {
    public void eat() {
        System.out.println("cat : eat");
    }

    public void eatTest() {
        this.eat(); // this 调用本类的方法
        super.eat(); // super 调用父类的方法
    }
}

public class ExtendsDemo08 {
    public static void main(String[] args) {
        Animal a = new Animal();
        a.eat();
        Cat c = new Cat();
        c.eatTest();
    }
}

子类的每个构造方法中均有默认的super()，调用父类的空参构造。手动调用父类构造会覆盖默认的super()。super() 和 this() 都必须是在构造方法的第一行，所以不能同时出现。

2.6 继承的特点

1. Java只支持单继承，不支持多继承。
2. Java支持多层继承(继承体系)。 顶层父类是Object类。所有的类默认继承Object，作为父类。
3. 子类和父类是一种相对的概念