Java之继承的详解一

3.1 概述

3.1.1 引入

假如我们要定义如下类: 学生类,老师类和工人类,分析如下。

  1. 学生类 属性:姓名,年龄 行为:吃饭,睡觉

  2. 老师类 属性:姓名,年龄,薪水 行为:吃饭,睡觉,教书

  3. 班主任 属性:姓名,年龄,薪水 行为:吃饭,睡觉,管理

如果我们定义了这三个类去开发一个系统,那么这三个类中就存在大量重复的信息(属性:姓名,年龄。行为:吃饭,睡觉)。这样就导致了相同代码大量重复,代码显得很臃肿和冗余,那么如何解决呢?

假如多个类中存在相同属性和行为时,我们可以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,单独被继承的那一个类称为父类超类(superclass)或者基类

3.1.2 继承的含义

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,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。

继承:就是子类继承父类的属性行为,使得子类对象可以直接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。

3.1.3 继承的好处

  1. 提高代码的复用性(减少代码冗余,相同代码重复利用)。

  2. 使类与类之间产生了关系。

3.2 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 {
    ...
}

需要注意:Java是单继承的,一个类只能继承一个直接父类,跟现实世界很像,但是Java中的子类是更加强大的。

3.3 继承案例

3.3.1 案例

请使用继承定义以下类:

  1. 学生类 属性:姓名,年龄 行为:吃饭,睡觉

  2. 老师类 属性:姓名,年龄,薪水 行为:吃饭,睡觉,教书

  3. 班主任 属性:姓名,年龄,薪水 行为:吃饭,睡觉,管理

3.3.2 案例图解分析

老师类,学生类,还有班主任类,实际上都是属于人类的,我们可以定义一个人类,把他们相同的属性和行为都定义在人类中,然后继承人类即可,子类特有的属性和行为就定义在子类中了。

如下图所示。

3.3.3 案例代码实现

1.父类Human类

 public class Human {
    // 合理隐藏
    private String name ;
    private int age ;
    
    // 合理暴露
    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;
    }
 }

2.子类Teacher类

public class Teacher extends Human {
    // 工资
    private double salary ;
    
    // 特有方法
    public void teach(){
        System.out.println("老师在认真教技术!");
    }
​
    public double getSalary() {
        return salary;
    }
​
    public void setSalary(double salary) {
        this.salary = salary;
    }
}

3.子类Student类

public class Student extends Human{
 
}

4.子类BanZhuren类

public class Teacher extends Human {
    // 工资
    private double salary ;
    
       // 特有方法
    public void admin(){
        System.out.println("班主任强调纪律问题!");
    }
    
    public double getSalary() {
        return salary;
    }
​
    public void setSalary(double salary) {
        this.salary = salary;
    }
}

5.测试类

 public class Test {
      public static void main(String[] args) {
          Teacher dlei = new Teacher();
          dlei.setName("播仔");
          dlei.setAge("31");
          dlei.setSalary(1000.99);
          System.out.println(dlei.getName());
          System.out.println(dlei.getAge());
          System.out.println(dlei.getSalary());
          dlei.teach();
          
          BanZhuRen linTao = new BanZhuRen();
          linTao.setName("灵涛");
          linTao.setAge("28");
          linTao.setSalary(1000.99);
          System.out.println(linTao.getName());
          System.out.println(linTao.getAge());
          System.out.println(linTao.getSalary());
          linTao.admin();
​
          Student xugan = new Student();
          xugan.setName("播仔");
          xugan.setAge("31");
          //xugan.setSalary(1000.99); // xugan没有薪水属性,报错!
          System.out.println(xugan.getName());
          System.out.println(xugan.getAge());
​
​
​
      }
  }

3.3.4 小结

1.继承实际上是子类相同的属性和行为可以定义在父类中,子类特有的属性和行为由自己定义,这样就实现了相同属性和行为的重复利用,从而提高了代码复用。

2.子类继承父类,就可以直接得到父类的成员变量和方法。是否可以继承所有成分呢?请看下节!

3.4 子类不能继承的内容

3.4.1 引入

并不是父类的所有内容都可以给子类继承的:

子类不能继承父类的构造方法。

值得注意的是子类可以继承父类的私有成员(成员变量,方法),只是子类无法直接访问而已,可以通过getter/setter方法访问父类的private成员变量。

3.4.1 演示代码

public class Demo03 {
    public static void main(String[] args) {
        Zi z = new Zi();
        System.out.println(z.num1);
//      System.out.println(z.num2); // 私有的子类无法使用
        // 通过getter/setter方法访问父类的private成员变量
        System.out.println(z.getNum2());
​
        z.show1();
        // z.show2(); // 私有的子类无法使用
    }
}
​
class Fu {
    public int num1 = 10;
    private int num2 = 20;
​
    public void show1() {
        System.out.println("show1");
    }
​
    private void show2() {
        System.out.println("show2");
    }
​
    public int getNum2() {
        return num2;
    }
​
    public void setNum2(int num2) {
        this.num2 = num2;
    }
}
​
class Zi extends Fu {
}

3.5 继承后的特点—成员变量

当类之间产生了继承关系后,其中各类中的成员变量,又产生了哪些影响呢?

3.5.1 成员变量不重名

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。代码如下:

class Fu {
    // Fu中的成员变量
    int num = 5;
}
class Zi extends Fu {
    // Zi中的成员变量
    int num2 = 6;
  
    // Zi中的成员方法
    public void show() {
        // 访问父类中的num
        System.out.println("Fu num="+num); // 继承而来,所以直接访问。
        // 访问子类中的num2
        System.out.println("Zi num2="+num2);
    }
}
class Demo04 {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建子类对象
        Zi z = new Zi(); 
        // 调用子类中的show方法
        z.show();  
    }
}
​
演示结果:
Fu num = 5
Zi num2 = 6

3.5.2 成员变量重名

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:

class Fu1 {
    // Fu中的成员变量。
    int num = 5;
}
class Zi1 extends Fu1 {
    // 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=" + num);
        // 访问子类中的num
        System.out.println("Zi num=" + num);
    }
}
class Demo04 {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建子类对象
        Zi1 z = new Zi1(); 
        // 调用子类中的show方法
        z1.show(); 
    }
}
演示结果:
Fu num = 6
Zi num = 6

子父类中出现了同名的成员变量时,子类会优先访问自己对象中的成员变量。如果此时想访问父类成员变量如何解决呢?我们可以使用super关键字。

3.5.3 super访问父类成员变量

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

需要注意的是:super代表的是父类对象的引用,this代表的是当前对象的引用。

使用格式:

super.父类成员变量名

子类方法需要修改,代码如下:

class Fu {
    // Fu中的成员变量。
    int num = 5;
}
​
class Zi extends Fu {
    // Zi中的成员变量
    int num = 6;
  
    public void show() {
        int num = 1;
      
        // 访问方法中的num
        System.out.println("method num=" + num);
        // 访问子类中的num
        System.out.println("Zi num=" + this.num);
        // 访问父类中的num
        System.out.println("Fu num=" + super.num);
    }
}
​
class Demo04 {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建子类对象
        Zi1 z = new Zi1(); 
        // 调用子类中的show方法
        z1.show(); 
    }
}
​
演示结果:
method num=1
Zi num=6
Fu num=5

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。

3.6 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?

3.6.1 成员方法不重名

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。代码如下:

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 Demo05 {
    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.show2();
    }
}

3.6.2 成员方法重名

如果子类父类中出现重名的成员方法,则创建子类对象调用该方法的时候,子类对象会优先调用自己的方法。

代码如下:

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
    }
}

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