判断类型是否继承_【Java学习 | Javase】继承与多态

整理自：老师课件、《Java核心技术》

继承与多态

继承

概念

• 父类/超类

  • 所有子集的公共域和公共方法的集合

• 子类

  • 父类的特殊化，是对公共域和方法在功能、内涵方面的拓展和延伸

• object类

  • 是所有类的祖先

• 有一个用来判断是否应该设计为继承关系的简单规则，即“is-a"规则，它表明子类的每个对象也是父类的对象

构造方法的作用

• 子类可以在自己构造方法中使用关键字super来调用父类的构造方法，但super调用语句必须是子类构造方法的第一个可执行语句

• 子类在自己定义的构造方法中如果没有用super明确调用父类的构造方法，则在创建对象时，首先自动执行父类的无参构造方法，然后再执行自己定义的构造方法

• 如果一个类未指定构造方法，则系统自动提供无参构造方法。但如果自定义了构造方法，则系统不再提供无参构造方法

• 在有继承关系时，创建子类对象，无论调用无参还是有参构造，都会调用父类的构造器，对父类属性初始化

• 但若在初始化父类属性之前，若子类重载构造器进行this()调用，则执行this()，此时隐式super()不再出现

• 调用子类构造器时，若没有this()表达式，则第一行是隐式super()，但如果子类构造器中第一行已经明确选择父类带参构造器，则进入父类带参构造器

• 构造器中不能同时写this()和super()，因二者都要求放在首行

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多态

• “is-a"规则的另一种表达法是置换法则，它表明程序中出现超类对象的任何地方都可以用子类对象置换

方法的重载(参数多态)

• 同一个类中某个方法有多种形态，通过参数区分

• 方法调用的匹配处理原则

  • 首先按“精确匹配”原则去查找匹配方法，如果找不到，则按“自动类型转换匹配”原则去查找能匹配的方法

  • “精确匹配”即实参与形参类型完全一致

  • “自动转换匹配”指虽然实参和形参类型不同，但能把实参的数据按自动类型转换原则赋值给形参，遵循就近原则

方法的覆盖

• 对于父类的某个方法，在子类中重新定义一个相同形态的方法

• 方法名、参数列表完全相同才会产生方法覆盖；返回类型通常也要一致，但若返回类型为引用类型时，允许子类方法的返回类型是父类方法返回类型的子类型

• 覆盖不能改变方法的静态与非静态属性。子类中不能将父类非静态方法定义为静态方法，反之也一样

• 不允许子类方法的访问修饰符比父类有更多的限制

• final方法不能被覆盖

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对象引用转换

对象引用自动转换

• 允许将子类对象赋值给父类的引用变量，但反之不行。这种向上转型的赋值也经常发生在方法调用的参数传递时，如果一个方法的形参定义的是父类引用类型，那么调用这个方法时，可以使用子类对象作为实参。当然，任何方法调用将首先考虑参数精确匹配，然后才考虑转换匹配

对象引用强制转换

• 将父类引用赋值给子类变量时要进行强制转换，强制转换在编译时总是认可的，但运行时的情况取决于对象的值

• 为了避免出现此情况，一般先用instanceof操作符判断，该二元操作符左边是对象，右边是类，当对象是右边类或子类所创建对象时，返回true；否则，返回false(包括左边对象为null)

  • 类的实例包含本身的实例，以及所有直接或间接子类的实例

  • instanceof左边显示声明的类型与右边操作元必须是同种类或存在继承关系，也就是说需要位于同一个继承树，否则会编译错误

  • 实际用法应该是左边为父类引用，右边为子类，若为true，则可以强制转换

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访问继承成员

• 如果子类中定义了与父类同名的属性，在子类中将隐藏来自父类的同名属性变量

• 通过子类的引用变量访问自己的对象，无论属性和方法优先考虑子类新定义的。自己类中没有的再到父类找

• 父类引用变量指向子类对象时的成员访问

  • 实例方法根据变量所引用对象的实际类型进行访问

  • 属性和静态方法根据引用变量的类型进行访问

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几个特殊类

Object类

• 是所有Java类的祖先，有几个常用方法

• public boolean equals(Object obj)：该方法的本意用于两个对象的“深度”比较，即比较两对象封装的数据是否相等；运算符“==”当且仅当两个对象引用指向同一对象才为真。但在Object类中，equals方法是采用“==”运算进行比较

  • 如果重新定义equals方法，必须重新定义hashCode方法

• public String toString()：返回对象的字符串描述；默认是返回“类名@地址散列码”

  • 绝大多数的toString方法都遵循这样的格式：类名，随后是一对方括号括起来的域值。最好通过getClass().getName()获得类名的字符串，而不是将类名硬加到toString方法中，而且这样子类只需要调用super.toString()然后再加上子类特有的域，返回的类名是子类的类名

  • 只要对象与一个字符串通过操作符"+"连接起来，Java编译就会自动调用toString方法

• public final Class getClass()：返回对象的所属类

• protected void finalize()：Java垃圾回收程序在删除对象前自动执行

Class类

• Java运行环境提供了反射机制，这种机制允许程序中动态获取类的信息，以及动态调用对象的方法。其相关的类主要有Class类、Field类、Method类、Constructor类和Array类，除Class类在java.lang包下，其他都在java.lang.reflect包

• 获取Class类型的对象：Class类封装一个对象或接口运行时的状态，当装载类时，Class类型的对象自动创建

  • 方法1：调用Object类的getClass()方法

  • 方法2：使用Class类的forName(…)方法

  • 方法3：如果T是一个Java类型，那么T.class就代表了该类型匹配的Class对象。如String.class代表字符串类型，int.class代表整数类型

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访问控制修饰符

访问修饰符是一组限定类、域或方法是否可以被程序其他部分访问和调用的修饰符

Java用来修饰类的访问控制符只有public，表示类对外开放；类定义时也可以无访问修饰，表示类只限于同一包中访问使用

修饰类的成员的访问控制符有3种：public、 protected 、private，还有一种是无修饰符的默认情况

• 公共访问控制符public

  • 作为类的修饰符，将类声明为公共类，表明它可以被所有的其他类所访问和引用

  • 作为类的成员的访问修饰符，表明在其他类中可以无限制地访问该成员

  • 要想做到类成员在任何地方(包内+包外)可以被访问，在进行类设计时必须同时满足两点：首先类被定义为public，其次，类的成员被定义为public

• 缺省访问控制符

  • 没有给出访问控制符情形

  • 该类只能被同一个包中的类访问和引用，该类的方法与属性亦然

• 私有访问控制符private

  • 用private修饰的域或方法只能在该类自身中被访问，是最高的保护级别，一般提供getter and setter间接访问或修改域

  • 通常，出于系统设计的安全性考虑，将类的成员属性定义为private形式保护起来，而将类的成员方法定义为public形式对外公开，这是类封装特性的一种体现

• 保护访问控制符protected

  • 用protected修饰的成员可以在三种类中所引用:

  • 该类本身

  • 与它在同一个包的其他类

  • 在其他包中的该类的子类

外界能访问某个类的成员的条件是：首先能够访问类，其次还要能访问类的成员

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final修饰符的作用

• final作为类修饰符表明是最终类(不能有子类)

  • final类的所有方法自动地成为final方法，但不包括域

• final修饰方法表明不能被子类覆盖

• final定义属性表明只能赋值一次即常量

  • 若将引用类型的变量标记为final，那么该变量固定指向一个对象，但是可以改变对象内的属性值

  • 与普通属性变量不同，系统不会给常量赋默认初值。不允许在实例方法中赋值或者直接赋值。如果是实例常量(未赋值)，允许在初始化代码块或构造方法中赋值一次(顺序为：定义时赋值-->初始化代码块-->构造方法，一旦前面赋值了后面不可赋值)；同理，对于类常量，只允许在定义时赋值或静态代码块赋值，顺序前者比后者先，同样一旦前面赋值了后面不可赋值

易错点

1、父类自定义构造方法，但没有手动添加无参构造方法

public 

2、虽然创建子类对象时会自动调用父类的构造方法，但是并没有创建父类对象。

分析：可以看到以下代码的创建的对象始终为一个，因为地址相同

/*
    输出
    Base()Sub@15db9742
    Sub()Sub@15db9742
    hello
*/

3、this与super相互调用

/*
    输出：
    Base()Sub@15db9742
    Base带参构造
    Base()Sub@15db9742
    Base空构造
    Sub()Sub@15db9742
    Sub带参构造
    Sub()Sub@15db9742
    Sub空构造
    Sub:10
    39
*/

4、方法重载

4.1、精确匹配

/*
    test(int)5
    test(double)5.0
*/

4.2、自动类型转换匹配+就近原则

/*
    test(long)5
    test(double)5.0
*/

4.3、重载不匹配

/*
    错误: 对于test(double), 找不到合适的方法
    t.test(5.0);
    ^
    方法 Test.test(int)不适用
    (参数不匹配; 从double转换到int可能会有损失)
    方法 Test.test(long)不适用
    (参数不匹配; 从double转换到long可能会有损失)
*/

5、方法覆盖时函数名、参数列表要完全相同；返回类型若是引用类型允许是父类方法返回类型的子类；子类覆盖的方法不能比父类方法的访问权限更低

分析：父类returnThis的返回类型是父类

public 

6、对象引用强制在编译时总是可以的，但在运行时可能出错

public 

7、访问继承成员时，若是子类引用变量指向子类对象，访问方法或属性时优先考虑子类自身的；若是父类引用变量指向子类对象，那么实例方法根据引用对象的实际类型进行访问，属性和静态方法根据引用变量的类型访问

public 

8、访问修饰符测试

• 类只能被public或缺省修饰符修饰

//Modifier 'private' not allowed here

• 缺省修饰符：类只能在本包内被访问；若在其他包内访问非本包的类的属性，则出现以下错误，与访问非本包的缺省修饰符修饰的类相似

'age' is not 

package com.gdut.ldh;

• private修饰符：若在非本类内访问private修饰的属性

'age' has 

• protected修饰符：只能被本包或其他包的子类访问

分析：Test2与Test3在同一个包，而Test在另一个包

package com.gdut.bjpowernode;

9、常量赋值

public 

10、final类的所有方法自动转换为final方法，但不包括域

public 

11、instanceof操作符

• 假设父类为：

public 

• 当s为null时，s instanceof Parent不会产生异常，而是返回false。因为null没有引用任何对象，当然也不会引用Parent的对象

public 

• 左边是右边类的实例，返回true，实际用法是第二个if判断是否可以强制转换

public 

• 左右两边需位于同一棵继承树，否则编译错误

public 

12、子类数组的引用可以转换成超类数组的引用，而不需要采用强制类型转换

• Sub[0]是一个Sub,也一定是一个Parent[0].然而，请注意，此时subs与parents指向同一个数组，当执行parents[0] = new Parent();语句时，编译器会通过。但在这里，我们把一个父类加到子类里了，当访问subs[0].x将导致访问一个不存在的值。为了防止出现此情况，运行时会触发一个运行时异常：java.lang.ArrayStoreException

public