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【Java】继承、super、final、子类构造方法

时间：2024-08-01 13:26:48浏览次数：15  
标签：Java 构造方法 子类 访问 println 父类 public

 目录

1.为什么需要继承

2.继承的概念

3.继承的语法

4.父类成员访问

4.1子类和父类不存在同名成员变量

1.子类和父类不存在同名成员变量

 2.子类和父类成员变量同名

4.2子类中访问父类的成员方法

1.成员方法名字不同

2.成员方法名字相同

5.super关键字

6.子类构造方法

7.this和super

8.再谈初始化

9.protected关键字

10.继承方式

11.final关键字

1.修饰变量或字段：表示常量（即不能修改）

2.修饰类：表示此类不能被继承

3.修饰方法：表示该方法不能被重写（后续介绍）

12.继承与组合

1.为什么需要继承

       Java中使用类对现实中实体进行描述，类经过实例化之后的产物对象则可以用来表示现实中的实体，但是现实世界错综复杂，事物之间可能会存在一些关联，那在设计程序时就需要考虑如何简化。

比如：狗和猫，他们都是动物。

使用Java语言来进行描述，就会设计出：

//Dog.java
public class Dog {
    String name;
    int age;
    float weight;

    public void eat(){
        System.out.println(name+"正在吃饭");
    }

    public void sleep(){
        System.out.println(name+"正在睡觉");
    }

    void bark(){
        System.out.println(name+"汪汪汪~~~");
    }
}

//Cat.java
public class Cat {
    String name;
    int age;
    float weight;

    public void eat(){
        System.out.println(name+"正在吃饭");
    }

    public void sleep(){
        System.out.println(name+"正在睡觉");
    }

    void mew(){
        System.out.println("喵喵喵~~~");
    }
}

通过观察上述代码会发现，狗和猫的类中存在大量重复，如下图所示：

那能否将这些共性抽取呢？面向对象思想中提出了继承的概念，专门用来进行共性抽取，实现代码复用。

2.继承的概念

        继承(inheritance)机制：是面向对象程序设计使代码可以复用的最重要手段，它允许程序员在保持原有类特性的基础上进行扩展，增加新功能，这样产生新的类，称派生类。继承呈现了面向对象侧好难过新设计的层次结构，体现了由简单到复杂的认知过程。继承主要解决的问题是：共性的抽取，实现代码的复用。 

       上述图示中，Dog和Cat都继承了Animal类，其中：Animal类称为父类/基类或超类，Dog和Cat可以称为Animal的子类/派生类，继承之后，子类可以复用父类中的成员，子类在实现时只需要关心自己新增的成员即可。

从继承概念中可以看出继承最大的作用就是：实现代码复用，还有就是来实现多态。

3.继承的语法

在Java中如果要表示类之间的继承关系，需要借助extends关键字，具体如下：

修饰符 class 子类 extends 父类{
      //...
}

对前面场景中的Dog和Cat类使用继承方式重新设计：

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

public 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属性是从父类属性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： 

  • 子类会将父类中的成员变量或者成员方法继承到子类中。
  • 子类继承父类之后，必须要新添加自己特有的成员，体现出与基类的不同，否则就没有必要继承了。

4.父类成员访问

在继承体系中，子类将父类中的方法和字段继承下来了，那在子类中是否能直接访问父类中继承下来的成员呢？

4.1子类和父类不存在同名成员变量

1.子类和父类不存在同名成员变量

public class Base {  //父类
    int a;
    int b;
}
public class Derived extends Base{  //子类
    int c;
    
    public void method(){
        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.子类和父类成员变量同名

public class Base {
    int a;
    int b;
    int c;
}

public class Derived extends Base{
    int a;     //与父类中成员a同名，且类型相同
    int b;     //与父类中成员b同名，且类型相同

    public void method(){
        a = 100;   //访问父类继承的a，还是子类自己新增的a？
        b = 101;   //访问父类继承的b，还是子类自己新增的b？
        c = 102;   //子类没有c，访问的肯定是从父类继承下来的c
        //d = 103; //编译失败，因为父类和子类都没有定义成员变量b
    }
}

在子类方法中或者通过子类对象访问成员时：

  • 如果访问的成员变量子类中有，优先访问自己的成员变量。
  • 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。
  • 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。

4.2子类中访问父类的成员方法

1.成员方法名字不同

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

    public void methodC(){
        methodB();   //访问子类自己的methodB()
        methodA();   //访问父类继承的methodA()
        //methodD(); //编译失败，在整个继承体系中没有发现方法methodD()
    }
}

总结：

成员方法没有同名时，在子类方法中或者通过子类对象访问时，则优先访问自己的，自己没有时在到父类中找，如果父类中也没有则报错。

2.成员方法名字相同

public class Derived extends Base{
    public void methodA(int a){
        System.out.println("Derived中的methodA()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，永远访问到的都是子类中的methodB()，父类的无法访问到
    }
}
public class Derived extends Base{
    public void methodA(int a){
        System.out.println("Derived中的methodA()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，永远访问到的都是子类中的methodB()，父类的无法访问到
    }
}

总结：

  • 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，否则编译出错。
  • 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），根据调用方法传递的参数选择合适的方法访问，如果没有则报错。

问题：

如果子类中存在与父类中相同的成员时，那如何在子类中访问父类相同名称的成员呢？

5.super关键字

由于设计不好，或者因场景需要，子类和父类中可能会存在相同名称的成员，如果要在子类方法中访问父类同名成员时，该如何操作？直接访问是无法做到的，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。

public class Base {
    int a;
    int b;
    public void methodA(){
        System.out.println("Base中的methodA()方法");
    }

    public void methodB(){
        System.out.println("Base中的methodB()方法");
    }
}
public class Derived extends Base{
    int a;  //与父类中成员变量同名且类型相同
    int 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("Derived中的methodA()方法");
    }

    //与父类中的methodB()构成重写
    public void methodB(){
        System.out.println("Derived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
        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

        //访问父类成员变量时，需要借助super关键字
        //super是获取到子类对象中从父类继承下来的部分
        super.a = 200;
        super.a = 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
        methodA();      //没有传参，访问父类的methodA
        methodA(20); //传递int参数，访问子类的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，永远访问到的都是子类中的methodB()
        super.methodB();//访问父类中的methodB()
    }
}

在子类方法中，如果想要明确访问父类中的成员时，借助super关键字即可。

【注意事项】：

  • 只能在非静态方法中使用，在静态方法中this和super都不能使用。
  • 在子类方法中，访问父类的成员变量和方法。

6.子类构造方法

先有父再有子，即：子类对象构造时，需要先调用父类构造方法，然后再执行子类的构造方法。

public class Base {
    public Base(){
        System.out.println("Base()");
    }
}
public class Derived extends Base {
    public Derived() {
        //super(); //注意子类构造方法中会默认调用基类的无参构造方法：super()
        //用户没有写时，编译器会自动添加，而且super()必须是子类构造方法中的第一条语句，
        //并且只能出现一次
        System.out.println("Derived()");
    }
}
public class Test{
    public static void main(String[] args) {
        Derived d = new Derived();
    }
}

结果打印：
Base()
Derived()

在子类构造方法中，并没有写任何关于基类构造的代码，但是在构造子类对象时，先执行基类的构造方法，然后执行子类的构造方法。

因为子类对象中的成员是由两个部分组成，基类继承下来的以及子类新增加的部分。先有父再有子，所以在构造子类对象时，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，将子类自己新增的成员初始化完整。

注意：

  •  若父类显示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函的super()调用，即调用基类构造方法。
  • 如果父类构造方法是带有参数的，此时需要用户为子类显示定义构造方法，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。
  • 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。
  • 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。

7.this和super

super和this都可以在成员方法中用来访问：成员变量和调用其他的成员函数，都可以作为构造方法的第一条语句，那他们之间有什么区别呢？

【相同点】：

  • 都是Java关键字。
  • 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。
  • 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】：

  • this是当前对象的引用，当前对象即调用实例方法的对象，super相当于是子类对象中对父类继承下来部分成员的引用。

22c59c5595a742c3a3bbac61744514c7.png

  • 在非静态成员方法中，this用来访问本类的方法和属性，super用来访问父类继承下来的方法和属性。
  • 在构造方法中：this(...)用于调用本类构造方法，super(...)用于调用父类构造方法，两种调用不能同时在构造方法中出现。
  • 构造方法中一定会存在super(...)的调用，用户没有写编译器也会增加，但是this(...)用户不写则没有。

8.再谈初始化

我们回顾一下几个重要的代码块：示例代码块和静态代码块，在没有继承关系时的执行顺序。

public class Person {
    public String name;
    public int age;

    public Person(String name, int age){
        this.name = name;
        this.age = age;
        System.out.println("构造方法执行");
    }

    {
        System.out.println("示例代码块执行");
    }

    static{
        System.out.println("静态代码块执行");
    }

    public static void main(String[] args) {
        Person person1 = new Person("haha",10);
        System.out.println("============================");
        Person person2 = new Person("wawa",18);
    }
}
//执行结果：
静态代码块执行
示例代码块执行
构造方法执行
============================
示例代码块执行
构造方法执行
  • 静态代码块先执行，并且只执行一次，在类加载阶段执行。
  • 当有对象创建时，才会执行示例代码块，示例代码块执行完成后，最后构造方法执行。

【继承关系上的执行顺序】

class Person{
    public String name;
    public int age;

    public Person(String name, int age){
        this.name = name;
        this.age = age;
        System.out.println("Person:构造方法执行");
    }

    {
        System.out.println("Person:示例代码块执行");
    }

    static{
        System.out.println("Person:静态代码块执行");
    }
}

class Student extends Person{
    public Student(String name, int age){
        super(name,age);
        System.out.println("Student:构造方法执行");
    }

    {
        System.out.println("Student:实例代码块执行");
    }

    static{
        System.out.println("Student:静态代码块执行");
    }

    public static void main(String[] args) {
        Student stu1 = new Student("张三",18);
        System.out.println("=============================");
        Student stu2 = new Student("李四",19);
    }
}
//运行结果：
Person:静态代码块执行
Student:静态代码块执行
Person:示例代码块执行
Person:构造方法执行
Student:实例代码块执行
Student:构造方法执行
=============================
Person:示例代码块执行
Person:构造方法执行
Student:实例代码块执行
Student:构造方法执行

通过分析运行结果，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. 父类示例代码块和父类构造方法紧接着执行。
  3. 子类示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。

9.protected关键字

在类和对象章节中，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类中被访问。

 那父类中不同访问权限的成员，在子类中的可见性又是什么样子呢？

package extend01; //extend01包中
//为了演示基类中不同访问权限在子类中的可见性，
//为了简单，类B中就不设置成员方法了
public class B {
    private int a;
    protected int b;
    public int c;
    int d;
}

package extend01;  //extend01包中
//同一个包中的子类
public class D extends B{
    public void method(){
        //super.a = 10; //编译报错，父类private成员在相同包子类中不可见
        super.b = 20;   //父类中protected成员在相同包子类中可以直接访问
        super.c = 30;   //父类中public成员在相同包子类中可以直接访问
        super.d = 40;   //父类中默认访问权限修饰的成员在相同包子类中可以直接访问
    }
}

package extend02;   //extend02包中
import extend01.B;  //引用extend01包中的B类

public class C extends B{
    public void method(){
        //super.a = 10; //编译报错，父类中private成员在不同包子类中不可见
        super.b = 20;   //父类中protected修饰的成员在不同包类中可以直接访问
        super.c = 30;   //父类中public修饰的成员在不同的包子类中可以直接访问
        //super.d = 40; //父类中默认访问权限修饰的成员在不同包子类中不能直接访问
    }
}
package extend02;  //extend02包中
//不同包中的类
public class TextC {
    public static void main(String[] args) {
        C c = new C();
        c.method();
        //System.out.println(c.a); //编译报错，父类中private成员在不同包其他类中不可见
        //System.out.println(c.b); //父类中protected成员在不同包其他类中不能直接访问
        System.out.println(c.c);   //父类中public成员在不通报其他类中可以直接访问
        //System.out.println(c.d); //父类中默认访问权限修饰的成员在不同包其他类中不能直接访问
    }
}

【注意】：

            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。

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，值暴露出必要的信息给类的调用者。

因此我们再使用时应该尽可能的使用比较严格的访问权限。例如：若一个方法能用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，最好还是在写代码的时候想一下，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）。

10.继承方式

在现实生活中，事物之间的关系是非常复杂、灵活多样的，比如：

但是在Java中只支持以下几种继承关系：

注意：Java中不支持多继承

时刻牢记，我们写的类是现实事物的抽象，而大部分项目都比较复杂，可能会涉及一系列复杂的概念，都需要我们使用代码来表示，所以我们真实项目中所写的类也会有很多，类之间的关系也会更加复杂。

但是即使如此，我们并不希望类之间的集成层次太复杂，一般不希望出现超过三层的继承关系。如果继承层次太多，就需要考虑对代码进行重构了。

如果想从语法上进行限制继承，就可以使用final关键字。

11.final关键字

final关键字可以用来修饰变量、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

如果需要控制继承，此时这个类可以被final修饰，意味着当前类不可以被继承，此时这个类叫做密封类。 

final public class Animal {
    int a;
    //...
}

public class Bird extends Animal{
    //...
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println(a);
    }
}

//编译出错--> java：无法从Aniamal中进行继承

我们平时用的String字符串类，就是用final修饰的，不能被继承。 

String的源代码

3.修饰方法：表示该方法不能被重写（后续介绍）

12.继承与组合

和继承类似，组合也是一种表达类之间关系的方式，也是能够达到代码重用的效果。组合并没有涉及到特殊的语法（诸如 extends 这样的关键字），仅仅是将一个类的实例作为另外一个类的字段。

继承表示对象之间是 is - a 的关系，比如：狗是动物，猫是动物

组合表示对象之间是 has - a 的关系，比如：汽车

汽车和其轮胎、发动机、方向盘 、车载系统等的关系就应该是组合，因为汽车是由这些部件组成的。

//轮胎类
class Tire{
    //...
}

//发动机类
class Engine{
    //...
}

//车载系统类
class VehicleSystem{
    //...
}

class Car{
    private Tire tire;  //可以复用轮胎中的属性和方法
    private Engine engine;  //可以复用发动机中的属性和方法
    private VehicleSystem vehicleSystem;  //可以复用车载系统中的属性和方法
    
    //...
}

class Benz extends Car{
    //将汽车中包含的：轮胎、发动机、车载系统全部继承下来
}

组合和继承都能实现代码的复用，应该使用继承还是组合，需要根据应用场景来选择，一般建议：能用组合尽量用组合。

继承和组合

标签：Java,构造方法,子类,访问,println,父类,public
From： https://blog.csdn.net/Yeeear/article/details/140832955

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