【Java中继承总结与练习】

- 日理万妓 2024-03-31 14:12 61阅读 0赞

## 继承 ##

### 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：  
\[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-Sop6yW87-1669960779525)(imgs/1.jpg)\]

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**和**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:

#### 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。

\[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-BUDrsGZz-1669960779532)(imgs/360截图20181202211331250.jpg)\]

#### 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("张三");
            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("李四");
            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("张三");
            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
        }
    }

### 3.7 方法重写 ###

#### 3.7.1 概念 ####

**方法重写** ：子类中出现与父类一模一样的方法时（返回值类型，方法名和参数列表都相同），会出现覆盖效果，也称为重写或者复写。**声明不变，重新实现**。

#### 3.7.2 使用场景与案例 ####

发生在子父类之间的关系。  
子类继承了父类的方法，但是子类觉得父类的这方法不足以满足自己的需求，子类重新写了一个与父类同名的方法，以便覆盖父类的该方 法。

例如：我们定义了一个动物类代码如下：

public class Animal  {
        
        public void run(){
        
            System.out.println("动物跑的很快！");
        }
        public void cry(){
        
            System.out.println("动物都可以叫~~~");
        }
    }

然后定义一个猫类，猫可能认为父类cry()方法不能满足自己的需求

代码如下：

public class Cat extends Animal {
        
        public void cry(){
        
            System.out.println("我们一起学猫叫，喵喵喵！喵的非常好听！");
        }
    }
     
    public class Test {
        
        public static void main(String[] args) {
        
            // 创建子类对象
            Cat ddm = new Cat()；
            // 调用父类继承而来的方法
            ddm.run();
            // 调用子类重写的方法
            ddm.cry();
        }
    }

#### 3.7.2 @Override重写注解 ####

*  @Override:注解，重写注解校验！
 *  这个注解标记的方法，就说明这个方法必须是重写父类的方法，否则编译阶段报错。
 *  建议重写都加上这个注解，一方面可以提高代码的可读性，一方面可以防止重写出错！
    
    加上后的子类代码形式如下：
    
        public class Cat extends Animal {
              
             // 声明不变，重新实现
            // 方法名称与父类全部一样，只是方法体中的功能重写写了！
            @Override
            public void cry(){
              
                System.out.println("我们一起学猫叫，喵喵喵！喵的非常好听！");
            }
        }

#### 3.7.3 注意事项 ####

1.  方法重写是发生在子父类之间的关系。
2.  子类方法覆盖父类方法，必须要保证权限大于等于父类权限。
3.  子类方法覆盖父类方法，返回值类型、函数名和参数列表都要一模一样。

### 3.8 继承后的特点—构造方法 ###

#### 3.8.1 引入 ####

当类之间产生了关系，其中各类中的构造方法，又产生了哪些影响呢？  
首先我们要回忆两个事情，构造方法的定义格式和作用。

1.  构造方法的名字是与类名一致的。所以子类是无法继承父类构造方法的。
2.  构造方法的作用是初始化对象成员变量数据的。所以子类的初始化过程中，必须先执行父类的初始化动作。子类的构造方法中默认有一个`super()` ，表示调用父类的构造方法，父类成员变量初始化后，才可以给子类使用。（**先有爸爸，才能有儿子**）

**继承后子类构方法器特点:子类所有构造方法的第一行都会默认先调用父类的无参构造方法**

#### 3.8.2 案例演示 ####

按如下需求定义类:

1.  人类  
    成员变量: 姓名,年龄  
    成员方法: 吃饭
2.  学生类  
    成员变量: 姓名,年龄,成绩  
    成员方法: 吃饭

代码如下：

class Person {
        
        private String name;
        private int age;
     
        public Person() {
        
            System.out.println("父类无参");
        }
     
        // getter/setter省略
    }
     
    class Student extends Person {
        
        private double score;
     
        public Student() {
        
            //super(); // 调用父类无参,默认就存在，可以不写，必须再第一行
            System.out.println("子类无参");
        }
         
         public Student(double score) {
        
            //super();  // 调用父类无参,默认就存在，可以不写，必须再第一行
            this.score = score;    
            System.out.println("子类有参");
         }
     
    }
     
    public class Demo07 {
        
        public static void main(String[] args) {
        
            Student s1 = new Student();
            System.out.println("----------");
            Student s2 = new Student(99.9);
        }
    }
     
    输出结果：
    父类无参
    子类无参
    ----------
    父类无参
    子类有参

#### 3.8.3 小结 ####

*  子类构造方法执行的时候，都会在第一行默认先调用父类无参数构造方法一次。
 *  子类构造方法的第一行都隐含了一个\*\*super()\*\*去调用父类无参数构造方法，\*\*super()\*\*可以省略不写。

### 3.9 super(…)和this(…) ###

#### 3.9.1 引入 ####

请看上节中的如下案例：

class Person {
        
        private String name;
        private int age;
     
        public Person() {
        
            System.out.println("父类无参");
        }
     
        // getter/setter省略
    }
     
    class Student extends Person {
        
        private double score;
     
        public Student() {
        
            //super(); // 调用父类无参构造方法,默认就存在，可以不写，必须再第一行
            System.out.println("子类无参");
        }
         
         public Student(double score) {
        
            //super();  // 调用父类无参构造方法,默认就存在，可以不写，必须再第一行
            this.score = score;    
            System.out.println("子类有参");
         }
          // getter/setter省略
    }
     
    public class Demo07 {
        
        public static void main(String[] args) {
        
            // 调用子类有参数构造方法
            Student s2 = new Student(99.9);
            System.out.println(s2.getScore()); // 99.9
            System.out.println(s2.getName()); // 输出 null
            System.out.println(s2.getAge()); // 输出 0
        }
    }

我们发现，子类有参数构造方法只是初始化了自己对象中的成员变量score，而父类中的成员变量name和age依然是没有数据的，怎么解决这个问题呢，我们可以借助与super(…)去调用父类构造方法，以便初始化继承自父类对象的name和age.

#### 3.9.2 super和this的用法格式 ####

super和this完整的用法如下，其中this，super访问成员我们已经接触过了。

this.成员变量       --    本类的
    super.成员变量      --    父类的
     
    this.成员方法名()    --    本类的    
    super.成员方法名()   --    父类的

接下来我们使用调用构造方法格式：

super(...) -- 调用父类的构造方法，根据参数匹配确认
    this(...) -- 调用本类的其他构造方法，根据参数匹配确认

#### 3.9.3 super(…)用法演示 ####

代码如下：

class Person {
        
        private String name ="本杰明";
        private int age = 20;
     
        public Person() {
        
            System.out.println("父类无参");
        }
         
        public Person(String name , int age){
        
            this.name = name ;
            this.age = age ;
        }
     
        // getter/setter省略
    }
     
    class Student extends Person {
        
        private double score = 100;
     
        public Student() {
        
            //super(); // 调用父类无参构造方法,默认就存在，可以不写，必须再第一行
            System.out.println("子类无参");
        }
         
         public Student(String name ， int age，double score) {
        
            super(name ,age);// 调用父类有参构造方法Person(String name , int age)初始化name和age
            this.score = score;    
            System.out.println("子类有参");
         }
          // getter/setter省略
    }
     
    public class Demo07 {
        
        public static void main(String[] args) {
        
            // 调用子类有参数构造方法
            Student s2 = new Student("张三"，20，99);
            System.out.println(s2.getScore()); // 99
            System.out.println(s2.getName()); // 输出 张三
            System.out.println(s2.getAge()); // 输出 20
        }
    }

**注意：**

**子类的每个构造方法中均有默认的super()，调用父类的空参构造。手动调用父类构造会覆盖默认的super()。**

**super() 和 this() 都必须是在构造方法的第一行，所以不能同时出现。**

super(…)是根据参数去确定调用父类哪个构造方法的。

#### 3.9.4 super(…)案例图解 ####

**父类空间优先于子类对象产生**

在每次创建子类对象时，先初始化父类空间，再创建其子类对象本身。目的在于子类对象中包含了其对应的父类空间，便可以包含其父类的成员，如果父类成员非private修饰，则子类可以随意使用父类成员。代码体现在子类的构造七调用时，一定先调用父类的构造方法。理解图解如下：

\[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-2kvwozEm-1669960779534)(imgs/2.jpg)\]

#### 3.9.5 this(…)用法演示 ####

this(…)

*  默认是去找本类中的其他构造方法，根据参数来确定具体调用哪一个构造方法。
 *  为了借用其他构造方法的功能。

package com.itheima._08this和super调用构造方法;
    /**
     * this(...):
     *    默认是去找本类中的其他构造方法，根据参数来确定具体调用哪一个构造方法。
     *    为了借用其他构造方法的功能。
     *
     */
    public class ThisDemo01 {
        
        public static void main(String[] args) {
        
            Student xuGan = new Student();
            System.out.println(xuGan.getName()); // 输出:徐干
            System.out.println(xuGan.getAge());// 输出:21
            System.out.println(xuGan.getSex());// 输出： 男
        }
    }
     
    class Student{
        
        private String name ;
        private int age ;
        private char sex ;
     
        public Student() {
        
      // 很弱，我的兄弟很牛逼啊，我可以调用其他构造方法：Student(String name, int age, char sex)
            this("张三",21,'男');
        }
     
        public Student(String name, int age, char sex) {
        
            this.name = name ;
            this.age = age   ;
            this.sex = sex   ;
        }
     
        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 char getSex() {
        
            return sex;
        }
     
        public void setSex(char sex) {
        
            this.sex = sex;
        }
    }

#### 3.9.6 小结 ####

*  **子类的每个构造方法中均有默认的super()，调用父类的空参构造。手动调用父类构造会覆盖默认的super()。**
 *  **super() 和 this() 都必须是在构造方法的第一行，所以不能同时出现。**
 *  **super(…)和this(…)是根据参数去确定调用父类哪个构造方法的。**
 *  super(…)可以调用父类构造方法初始化继承自父类的成员变量的数据。
 *  this(…)可以调用本类中的其他构造方法。

### 3.10 继承的特点 ###

1.  Java只支持单继承，不支持多继承。

// 一个类只能有一个父类，不可以有多个父类。
    class A {
        }
    class B {
        }
    class C1 extends A {
        } // ok
    // class C2 extends A, B {} // error

1.  一个类可以有多个子类。

// A可以有多个子类
    class A {
        }
    class C1 extends A {
        }
    class C2 extends  A {
        }

1.  可以多层继承。

class A {
        }
    class C1 extends A {
        }
    class D extends C1 {
        }

> 顶层父类是Object类。所有的类默认继承Object，作为父类。

### 4. 关于今天知识的小结： ###

会写一个继承结构下的标准Javabean即可

需求：

猫：属性，姓名，年龄，颜色

狗：属性，姓名，年龄，颜色，吼叫

分享书写技巧：

1.在大脑中要区分谁是父，谁是子

2.把共性写到父类中，独有的东西写在子类中

3.开始编写标准Javabean（从上往下写）

4.在测试类中，创建对象并赋值调用

代码示例：

package com.itheima.test4;
     
    public class Animal {
        
        //姓名，年龄，颜色
        private String name;
        private int age;
        private String color;
     
     
        public Animal() {
        
        }
     
        public Animal(String name, int age, String color) {
        
            this.name = name;
            this.age = age;
            this.color = color;
        }
     
        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 String getColor() {
        
            return color;
        }
     
        public void setColor(String color) {
        
            this.color = color;
        }
    }
     
     
    public class Cat extends Animal{
        
        //因为猫类中没有独有的属性。
        //所以此时不需要写私有的成员变量
     
        //空参
        public Cat() {
        
        }
     
        //需要带子类和父类中所有的属性
        public Cat(String name, int age, String color) {
        
            super(name,age,color);
        }
    }
     
     
    public class Dog extends Animal{
        
        //Dog ：吼叫
        private String wang;
     
        //构造
        public Dog() {
        
        }
     
        //带参构造：带子类加父类所有的属性
        public Dog(String name, int age, String color,String wang) {
        
            //共性的属性交给父类赋值
            super(name,age,color);
            //独有的属性自己赋值
            this.wang = wang;
        }
     
        public String getWang() {
        
            return wang;
        }
     
        public void setWang(String wang) {
        
            this.wang = wang;
        }
    }
     
    public class Demo {
        
        public static void main(String[] args) {
        
            //Animal ： 姓名，年龄，颜色
            //Cat :
            //Dog ：吼叫
     
            //创建狗的对象
            Dog d = new Dog("旺财",2,"黑色","嗷呜~~");
            System.out.println(d.getName()+", " + d.getAge() + ", " + d.getColor() + ", " + d.getWang());
     
            //创建猫的对象
            Cat c = new Cat("中华田园猫",3,"黄色");
            System.out.println(c.getName() + ", " + c.getAge() + ", " + c.getColor());
        }
    }