java--------继承和多态

关于java中继承和多态的相关知识，相关笔记。

1、继承

1、为什么会有继承

首先，“继承”这个词我首先想到的是子承父业，也就是儿子继承父亲所拥有的东西。

为什么会存在继承呢？
例如：猫类和狗类，他们都是隶属于动物类
猫类特性：睡觉、吃饭、喵喵叫
狗类特性：睡觉、吃饭、汪汪叫

猫类和狗类拥有两个个相同的特性，如果我们我们创建这两个类的时候重复编写，就会显得冗余,所以我们编写一个动物类，里面包含睡觉，接着用猫类和狗类继承动物类，就不用重复编写睡觉方法，这就是继承存在的意义。
如果没有继承，那么代码是下面这样
看代码：

//狗类
public class Dog{
        public String name;
        public int age;

        public void sleep(){
            System.out.println(name+"正在睡觉！");
        }
        public void eat(){
            System.out.println(name+"正在吃饭！");
        }
        public void bark(){
            System.out.println(name+"正在汪汪叫！");
        }
  }


//猫类
class Cat{
    public String name;
    public int age;

    public void sleep(){
        System.out.println(name+"正在睡觉！");
    }
    public void eat(){
        System.out.println(name+"正在吃饭！");
    }
    public void bark(){
        System.out.println(name+"正在喵喵叫！");
    }
}

我们可以发现里面 吃饭、睡觉的方法都是重复的，所以我们可以写一个动物类来被继承

2、继承的关键字

继承的关键字是extends

修饰符 class A（子类） extends B（父类）

用猫类和狗类来继承动物类，就可以减少代码的冗余
看代码：

//动物类
class Animal{
    String name;
    int age;
    public void eat(){
        System.out.println(name + "正在吃饭");
    }
    public void sleep(){
        System.out.println(name + "正在睡觉");
    }
}

//狗类
class Dog extends Animal{
	void bark(){
	   System.out.println(name + "汪汪汪~~~");
	}
}
//猫类
class Cat extends Animal{
	void mew(){
	    System.out.println(name + "喵喵喵~~~");
	}
}

class TestExtend {
	public static void main(String[] args) {
		Dog dog = new Dog();
		// dog类中并没有定义任何成员变量，name和age属性肯定是从父类Animal中继承下来的
		System.out.println(dog.name);
		System.out.println(dog.age);
		// dog访问的eat()和sleep()方法也是从Animal中继承下来的
		dog.eat();
		dog.sleep();
		dog.bark();
	}
}

注意：1、子类会继承父类的成员方法和成员变量
2、子类继承父类之后要有自己独特的变量，否则子类就没有继承父类的必要了

3、子类对于父类成员变量的访问

子类继承父类之后，那么子类如何访问父类成员也是一个问题

1、子类访问与父类不同名成员变量

class A {
    int a;
    int b;

}
class B extends A{
    int c;
    public void func(){
        a = 10; // 访问从父类中继承下来的a
        b = 20; // 访问从父类中继承下来的b
        c = 30; // 访问子类自己的c
    }
}

2、子类访问与父类同名成员变量

注意点：

在子类方法中 或者 通过子类对象访问成员时： 1、如果访问的成员变量子类中有，优先访问自己的成员变量。 2、如果访问的成员变量子类中无，则访问父类继承下来的，如果父类也没有定义，则编译报错。 3、如果访问的成员变量与父类中成员变量同名，则优先访问自己的。 成员变量访问遵循就近原则，自己有优先自己的，如果没有则向父类中找

4、子类对于父类成员方法的访问

1、子类对于父类不同名成员方法的访问

与上述不同名父类成员变量访问方式相同，不做过多解释。

2、子类对于父类同名成员方法的访问

class Base {
	public void methodA(){
	    System.out.println("Base中的methodA()");
	}
	public void methodB(){
	    System.out.println("Base中的methodB()");
	}
}

class Derived extends Base{
	public void methodA(int a) {
	    System.out.println("Derived中的method(int)方法");
	}
	public void methodB(){
	    System.out.println("Derived中的methodB()方法");
	}
	public void methodC(){
	 	methodA(); // 没有传参，访问父类中的methodA()
		methodA(20); // 传递int参数，访问子类中的methodA(int)
		methodB(); // 直接访问，则永远访问到的都是子类中的methodB()，基类的无法访问到
	}
}

注意：
1、通过子类对象访问父类与子类中不同名方法时，优先在子类中找，找到则访问，否则在父类中找，找到则访问，否则编译报错。
2、通过子类对象访问父类与子类同名方法时，如果父类和子类同名方法的参数列表不同(重载)，根据调用方法适传递的参数选择合适的方法访问，如果没有则报错

2、super关键字

如果子类和父类中存在同名变量，但是我们在子类中想要访问父类同名成员变量，此时，java提供了super关键字，该关键字主要作用：在子类方法中访问父类的成员。
看代码：

class Add {
    int a;
    int b;
    public void methodA(){
        System.out.println("Add中的methodA()");
    }
    public void methodB(){
        System.out.println("Add中的methodB()");
    }
}
class Css extends Add{
    int a; // 与父类中成员变量同名且类型相同
    char b; // 与父类中成员变量同名但类型不同
    
    
    // 与父类中methodA()构成重载
    public void methodA(int a) {
        System.out.println("Css 中的method()方法");
    } 
    
    // 与基类中methodB()构成重写
    public void methodB(){
        System.out.println("Css 中的methodB()方法");
    }
    
    public void methodC(){
        // 对于同名的成员变量，直接访问时，访问的都是子类的
        a = 100; // 等价于： this.a = 100;
        b = 101; // 等价于： this.b = 101;
        // 注意：this是当前对象的引用
        
        
        // 访问父类的成员变量时，需要借助super关键字
        // super是获取到子类对象中从基类继承下来的部分
        super.a = 200;
        super.b = 201;
        
        
        // 父类和子类中构成重载的方法，直接可以通过参数列表区分清访问父类还是子类方法
        methodA(); // 没有传参，访问父类中的methodA()
        methodA(20); // 传递int参数，访问子类中的methodA(int)
        
        
        // 如果在子类中要访问重写的基类方法，则需要借助super关键字
        methodB(); // 直接访问，则永远访问到的都是子类中的methodA()，基类的无法访问到
        super.methodB(); // 访问基类的methodB()
    }
}

在子类方法中，如果需要明确访问父类中的同名方法，借助super关键字即可

super关键字使用注意事项：

1. 只能在非静态方法中使用
2. 在子类方法中，访问父类的成员变量和方法。

3、子类构造方法

父子父子，即先有父再有子，当我们创建子类对象时，需要先调用父类的构造方法，接着再调用子类的构造方法，这样才算创建完成一个子类对象

运行结果：
Base()
Derived()

子类对象中成员是有两部分组成的，基类继承下来的以及子类新增加的部分 。父子父子，肯定是先有父再有子，所以在构造子类对象时候 ，先要调用基类的构造方法，将从基类继承下来的成员构造完整，然后再调用子类自己的构造方法，将子类自己新增加的成员初始化完整。

注意事项

1. 若父类显式定义无参或者默认的构造方法，在子类构造方法第一行默认有隐含的super()调用，即调用基类构造方法
2. 如果父类构造方法是带有参数的，此时需要用户为子类显式定义构造方法，并在子类构造方法中选择合适的父类构造方法调用，否则编译失败。
3. 在子类构造方法中，super(…)调用父类构造时，必须是子类构造函数中第一条语句。
4. super(…)只能在子类构造方法中出现一次，并且不能和this同时出现

4、super与this的异同

相同点：

1. 都是Java中的关键字
2. 只能在类的非静态方法中使用，用来访问非静态成员方法和字段
3. 在构造方法中调用时，必须是构造方法中的第一条语句，并且不能同时存在

不同点：

5、关于父子类初始化的问题

还记得我们之前讲的几个重要的代码块嘛？
实例代码块、静态代码块等，那么他们在继承关系下是如何执行的呢？
看代码：

class  A{
    String name;
    int age;
    public A(String a,int b){
        this.name = a;
        this.age = b;
        System.out.println("A的构造代码块！");
    }
    {
        System.out.println("A的实例代码块！");
    }
    static {
        System.out.println("A的静态代码块！");
    }
}
class test{
    public static void main(String[] args) {
        A aaa = new A("wang",21);
    }
}

执行结果：

所以各个代码块执行的顺序是 ：静态代码块、实例代码块、构造代码块。

再看下面的代码：

class  A{
    String name;
    int age;
    public A(String a,int b){
        this.name = a;
        this.age = b;
        System.out.println("A的构造代码块！");
    }
    {
        System.out.println("A的实例代码块！");
    }
    static {
        System.out.println("A的静态代码块！");
    }
}
class test{
    public static void main(String[] args) {
        A aaa = new A("wang",21);
        System.out.println("===========");
        A bbb = new A("li",29);
    }
}

执行结果：

我们发现当我们用A类创建两个对象时，第二次对象执行时，静态代码块并未执行，那是因为静态代块存在于方法区，并不以不依赖于对象，它随着程序的开始而开始，随着程序的结束而结束！所以静态代码块执行且只执行一次！

通过分析执行结果，得出以下结论：
1、父类静态代码块优先于子类静态代码块执行，且是最早执行
2、父类实例代码块和父类构造方法紧接着执行
3、子类的实例代码块和子类构造方法紧接着再执行
4、第二次实例化子类对象时，父类和子类的静态代码块都将不会再执行

6、protected 关键字

为了实现封装特性，Java中引入了访问限定符，主要限定：类或者类中成员能否在类外或者其他包中被访问。

父类中private成员变量虽然在子类中不能直接访问，但是也继承到子类中了

1、什么时候下用哪一种呢?
我们希望类要尽量做到 “封装”, 即隐藏内部实现细节, 只暴露出 必要 的信息给类的调用者。

因此，我们在使用的时候应该尽可能的使用 比较严格 的访问权限. 例如如果一个方法能用 private, 就尽量不要用 public.

另外, 还有一种 简单粗暴 的做法: 将所有的字段设为 private, 将所有的方法设为 public. 不过这种方式属于是对访问权限的滥用, 还是更希望同学们能写代码的时候认真思考, 该类提供的字段方法到底给 “谁” 使用(是类内部自己用, 还是类的调用者使用, 还是子类使用）。

7、继承方式

java中，一般是多个类可以继承一个类，但是不支持一个类继承多个类。
即：java中不支持多继承

java中的继承方式有下面几种：

一般我们不希望出现超过三层的继承关系,如果想从语法上进行限制继承, 就可以使用 final 关键字.

8、final关键字

final关键可以用来修饰变量、成员方法以及类

1. 修饰变量或字段，表示常量(即不能修改)

final int a = 10;
a = 20; // 编译出错

2. 修饰类：表示此类不能被继承

final public class Animal {
...
}
public class Bird extends Animal {
...
} 
// 编译出错，Animal类无法被继承

3. 修饰方法：表示该方法不能被重写

9、多态

1、多态的概念：

通俗来说，就是多种形态，具体点就是去完成某个行为，当不同的对象去完成时会产生出不同的状态。

2、 多态实现条件

1. 必须在继承体系下
2. 子类必须要对父类中方法进行重写
3. 通过父类的引用调用重写的方法

多态体现：在代码运行时，当传递不同类对象时，会调用对应类中的方法。

public class Animal {
    String name;
    int age;
    public Animal(String name, int age){
        this.name = name;
        this.age = age;
    }
    public void eat(){
       System.out.println(name + "吃饭");
    }
}
 class Cat extends Animal{
    public Cat(String name, int age){
       super(name, age);
    }
    @Override
    public void eat(){
        System.out.println(name+"吃鱼~~~");
    }
}
 class Dog extends Animal {
    public Dog(String name, int age){
        super(name, age);
    }
    @Override
    public void eat(){
         System.out.println(name+"吃骨头~~~");
    }
}

/
public class TestAnimal {
// 编译器在编译代码时，并不知道要调用Dog 还是 Cat 中eat的方法
// 等程序运行起来后，形参a引用的具体对象确定后，才知道调用那个方法
// 注意：此处的形参类型必须时父类类型才可以
public static void eat(Animal a){
    a.eat();
}
    public static void main(String[] args) {
        Cat cat = new Cat("元宝",2);
        Dog dog = new Dog("小七", 1);
        eat(cat);
        eat(dog);
    }
}

运行结果：
元宝吃鱼~~~
元宝正在睡觉
小七吃骨头~~~
小七正在睡觉

3、重写

重写(override)：也称为覆盖。重写是子类对父类非静态、非private修饰，非final修饰，非构造方法等的实现过程进行重新编写, 返回值和形参都不能改变。即外壳不变，核心重写！重写的好处在于子类可以根据需要，定义特定于自己的行为。 也就是说子类能够根据需要实现父类的方法。
【方法重写的规则】
1、子类在重写父类的方法时，一般必须与父类方法原型一致：返回值类型 方法名 (参数列表) 要完全一致。
2、被重写的方法返回值类型可以不同，但是必须是具有父子关系的。
3、访问权限不能比父类中被重写的方法的访问权限更低。例如：如果父类方法被public修饰，则子类中重写该方法就不能声明为 protected。
4、父类被static、private修饰的方法、构造方法都不能被重写。
5、重写的方法, 可以使用 @Override 注解来显式指定，有了这个注解能帮我们进行一些合法性校验. 例如不小心将方法名字拼写错了 (比如写成 aet), 那么此时编译器就会发现父类中没有 aet 方法, 就会编译报错, 提示无法构成重写。

4、重写与重载的区别

方法重载是一个类的多态性表现,而方法重写是子类与父类的一种多态性表现

10、向上转型与向下转型

向上转型：实际就是创建一个子类对象，将其当成父类对象来使用。
语法格式：父类类型 对象名 = new 子类类型()

Animal animal = new Cat("元宝",2);

animal是父类类型，但可以引用一个子类对象，因为是从小范围向大范围的转换

向上转型的【使用场景】

 1. 直接赋值
 2. 方法传参
 3. 方法返回

向上转型的经典例子：

class TestAnimal1 {
    // 2. 方法传参：形参为父类型引用，可以接收任意子类的对象
    public static void eatFood(Animal a){
        a.eat();
    }
    // 3. 作返回值：返回任意子类对象
    public static Animal buyAnimal(String var){
        if("狗" == var){
            return new Dog("狗狗",1);
        }else if("猫" == var){
            return new Cat("猫猫", 1);
        }else{
            return null;
        }
    }
    public static void main(String[] args) {
        Animal cat = new Cat("元宝",2); // 1. 直接赋值：子类对象赋值给父类对象
        Dog dog = new Dog("小七", 1);
        eatFood(cat);
        eatFood(dog);
        Animal animal = buyAnimal("狗");
        animal.eat();
        animal = buyAnimal("猫");
        animal.eat();
    }
}

向上转型的优点：让代码实现更简单灵活。 向上转型的缺陷：不能调用到子类特有的方法。

多态缺陷：代码的运行效率降低。

1. 属性没有多态性
   当父类和子类都有同名属性的时候，通过父类引用，只能引用父类自己的成员属性
2. 构造方法没有多态性