4.1 继承性

知识回顾

（1）类和对象的理解？

对象是现实世界中的一个实体，如一个人、一辆汽车。一个对象一般具有两方面的特征，状态和行为。状态用来描述对象的静态特征，行为用来描述对象的动态特征。

类是具有相似特征和行为的对象的集合，是对象共同特征的描述。

类和封装的关系：类是对象的抽象，对象（通常也称实例）是类的一个具体实例。

（2）面向对象三大特性？

封装、继承和多态。

（3）封装性的理解？

封装性一方面是把对象的属性和行为看成一个密不可分的整体，将这两者“封装”在一个不可分割的独立单元中；另一方面是将类的某些信息隐藏在类内部，不允许外部程序直接访问，而是通过该类提供的方法来实现对隐藏信息的操作和访问。

1.1. 继承的概念

（1）现实中的继承

现实生活中，说到继承，通常会想到子女继承父辈的财产、事业等。

（2）程序中的继承

在程序中，继承描述的是事物之间的所属关系，通过继承可以使多种事物之间形成一种关系体系。例如，老师和学生都属于人类，程序中便可以描述为：老师和学生继承自人类，同理，体育老师和美术老师继承自老师，而专科生和本科生继承自学生。

1.2. 继承的思路

（1）为什么要使用继承

思考，如下两个类有什么问题或可优化点呢？Student和Teacher类中存在着相同的成员变量和成员方法。

（2）使用继承优化设计

使用继承优化设计，将Student和Teacher类中重复的代码提取到父类（Person）中。

（3）使用继承优化后

继承提高了代码的复用性，多个类相同的成员可以放到同一个类中；提高了代码的维护性，如果方法的代码需要修改，修改一处即可。

（4）思考

思考提问环节，现实中还有哪些对象存在继承性呢？举例说明父子的继承关系。

（5）思政

在工作和生活中的实践中，我们要学会继承的思想，“站在巨人的肩膀上前进”。

1.3. 继承的实现

（1）编写父类

不同类会有一些共同的特征和行为，将这些共同的特征和行为统一放到一个类中，这个类可以作为父类。

public class 父类{
    //公共的属性和方法
}

（2）编写子类，继承父类

声明子类继承父类，需要使用extends关键字，继承可以使得子类具有父类的属性和方法，还可以在子类中重新定义、追加属性和方法。

其语法格式如下所示：

public class 子类 extends 父类{
    //子类特有的属性和方法
}

• 案例需求

定义一个人类（Person），定义成员变量姓名（String name）和年龄（int age），成员变量都是public修饰；定义成员方法eat( )，在其中输出“吃饭”，成员方法用public修饰。

定义一个学生类（Student），它继承Person类，定义成员变量学号（String stuCode），成员变量用public修饰。

编写程序，使用无参构造方法实现Student类的实例化，对成员变量姓名、年龄、学号进行访问，并调用eat( )和study( )方法。

• Person类

public class Person {

    public String name;     //姓名
    public int age;         //年龄

    public void eat(){
        System.out.println("吃饭");
    }

}

• Student类

public class Student extends Person {

    public String stuCode;  //学号

    public void study(){
        System.out.println("学习Java程序设计");
    }

}

• 测试类

public class TestStudent {

    @Test
    public void test(){
        Student stu = new Student();
        //赋值
        stu.name = "张三";
        stu.age = 20;
        stu.stuCode = "20230101";
        //访问
        System.out.println(stu.name);
        System.out.println(stu.age);
        System.out.println(stu.stuCode);
        //访问方法
        stu.eat();
        stu.study();
    }

}

1.4. 练习

定义一个汽车类（Car），定义成员变量汽车品牌（String brand）、价格（double price），成员变量都是public修饰；定义成员方法drive( )，在其中输出“张三开着大众牌（brand值）汽车，价格是10（price值）万”，成员方法用public修饰。

定义一个电动汽车（ElectricCar），它继承Car类，定义成员变量电池容量（String batterySize），成员变量用public修饰；定义成员方法charge( )，在其中输出“给电动汽车充电”。

编写程序，使用无参构造方法实现ElectricCar类的实例化，对成员变量汽车品牌、价格、电池容量进行访问，调用drive( )和charge( )成员方法。

1.5. 思考

自定义一个父类，定义其成员变量（为子类抽取公有属性），成员变量都是public修饰；定义成员方法（为子类公有的方法），成员方法用public修饰。

自定义一个子类，它继承父类，定义子类特有的成员变量，成员变量用public修饰；定义子类成员方法（为子类特有）。

编写程序，使用无参构造方法实现子类的实例化，访问所有成员变量，并调用所有成员方法。

1.6. 继承的注意事项

（1）在Java中，类只支持单继承，不允许多继承。也就是说一个类只能有一个直接父类。

public class A{
}
public class B{
}
public class C extends A,B{ // C类不可以同时继承A类和B类
}  

（2）在Java中，多层继承也是可以的，即一个类的父类可以再继承另外的父类。例如，C类继承自B类，而B类又可以继承自类A，这时，C类也可称作A类的子类。

public class A{
}
public class B extends A{ // 类B继承类A，类B是类A的子类
}   
public class C extends B{ // 类C继承类B，类C是类B的子类，同时也是类A的子类
}

1.7. 方法的重写

（1）概念

在继承关系中，子类会自动继承父类中定义的方法，但有时在子类中需要对继承的方法进行一些修改，即对父类的方法进行重写。在子类中重写的方法需要和父类被重写的方法具有相同的方法名、参数列表以及返回值类型。

注意：子类重写父类方法时，不能使用比父类中被重写的方法更严格的访问权限。例如，父类中的方法是public权限，子类的方法就不能是private权限。如果子类在重写父类方法时定义的权限缩小，则在编译时将出现错误。

（2）案例

定义一个人类（Person），定义成员变量姓名（String name）和年龄（int age），成员变量都是private修饰，分别为这两个成员变量定义访问方法（getter）和修改方法（setter）；定义成员方法hello( )，在其中输出“我的姓名是张三，我的年龄是20”，成员方法用public修饰。

定义一个学生类（Student），它继承Person类，定义成员变量班级（String className），成员变量用private修饰；重写父类成员方法hello( )，在其中输出“我的姓名是张三（name值），我的年龄是20（age值），我的班级是Java一班（className值）”，成员方法用public修饰。

编写程序，使用无参构造方法实现Student类的实例化，通过修改方法（setter）对成员变量赋值，调用访问方法（getter）输出变量值，并调用hello( )方法。

• Person类

public class Person {

    private String name;
    private int age;
    
    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;
    }

    public void hello(){
        System.out.println("我的名字是：" + this.name+"我的年龄是：" +this.age);
    }
}

• Student类

public class Student extends Person{

    private String className;

    public String getClassName() {
        return className;
    }
    public void setClassName(String className) {
        this.className = className;
    }

    @Override
    public void hello() {
        super.hello();
        System.out.println("我的班级是：" + this.className);
    }
}

• 测试类

public class TestStudent {

    @Test
    public void test(){
        //实例化对象（无参构造方法）
        Student stu = new Student();
        //成员变量赋值
        stu.setName("张三");
        stu.setAge(20);
        stu.setClassName("Java一班");
        //输出成员变量值
        System.out.println(stu.getName());
        System.out.println(stu.getAge());
        System.out.println(stu.getClassName());
        //成员方法调用
        stu.hello();
    }

}

1.8. super关键字

当子类重写父类的方法后，子类对象将无法访问父类中被子类重写过的方法。为了解决这个问题，Java提供了super关键字，使用super关键字可以在子类中访问父类的非私有方法、非私有属性以及构造方法。下面详细讲解super关键字的具体用法。

（1）使用super关键字访问或调用父类的非私属性或非私有方法，具体格式如下。

super.属性
super.方法(参数1,参数2…)

（2）使用super关键字调用父类中指定的构造方法，具体格式如下。

super(参数1,参数2…)

（3）super和this关键字的区别

super与this关键字的作用非常相似，都可以调用构造方法、方法和属性，但是两者之间还是有区别的，super与this的区别如下表所示。

区别点	super	this
访问属性	直接访问父类中的非私有属性	访问本类中的属性。如果本类中没有该属性,则从父类中继续查找
调用方法	直接调用父类中的非私有方法	调用本类中的方法。如果本类中没有该方法,则从父类中继续查找
调用构造方法	调用父类构造方法,必须放在子类构造方法的首行	调用本类构造方法,必须放在构造方法的首行