Java基础总结（继承）

Myth丶恋晨 2022-03-18 16:30 195阅读 0赞

# 四、继承 #

## 访问权限 ##

Java 中有三个访问权限修饰符：private、protected 以及 public，如果不加访问修饰符，表示包级可见。

可以对类或类中的成员（字段以及方法）加上访问修饰符。

*  类可见表示其它类可以用这个类创建实例对象。
 *  成员可见表示其它类可以用这个类的实例对象访问到该成员；

**protected 用于修饰成员，表示在继承体系中成员对于子类可见，但是这个访问修饰符对于类没有意义。**

设计良好的模块会隐藏所有的实现细节，把它的 API 与它的实现清晰地隔离开来。模块之间只通过它们的 API 进行通信，一个模块不需要知道其他模块的内部工作情况，这个概念被称为信息隐藏或封装。因此访问权限应当尽可能地使每个类或者成员不被外界访问。

如果子类的方法重写了父类的方法，那么**子类中该方法的访问级别不允许低于父类的访问级别**。这是为了确保可以使用父类实例的地方都可以使用子类实例，也就是确保满足里氏替换原则。

字段决不能是公有的，因为这么做的话就失去了对这个字段修改行为的控制，客户端可以对其随意修改。例如下面的例子中，AccessExample 拥有 id 公有字段，如果在某个时刻，我们想要使用 int 存储 id 字段，那么就需要修改所有的客户端代码。

public class AccessExample {
        public String id;
    }

可以使用公有的 getter 和 setter 方法来替换公有字段，这样的话就可以控制对字段的修改行为。

public class AccessExample {
    
        private int id;
    
        public String getId() {
            return id + "";
        }
    
        public void setId(String id) {
            this.id = Integer.valueOf(id);
        }
    }

但是也有例外，如果是包级私有的类或者私有的嵌套类，那么直接暴露成员不会有特别大的影响。

public class AccessWithInnerClassExample {
    
        private class InnerClass {
            int x;
        }
    
        private InnerClass innerClass;
    
        public AccessWithInnerClassExample() {
            innerClass = new InnerClass();
        }
    
        public int getValue() {
            return innerClass.x;  // 直接访问
        }
    }

## 抽象类与接口 ##

**1. 抽象类**

抽象类和抽象方法都使用 abstract 关键字进行声明。抽象类一般会包含抽象方法，抽象方法一定位于抽象类中。

抽象类和普通类最大的区别是，抽象类不能被实例化，需要继承抽象类才能实例化其子类。

public abstract class AbstractClassExample {
    
        protected int x;
        private int y;
    
        public abstract void func1();
    
        public void func2() {
            System.out.println("func2");
        }
    }

public class AbstractExtendClassExample extends AbstractClassExample {
        @Override
        public void func1() {
            System.out.println("func1");
        }
    }

// AbstractClassExample ac1 = new AbstractClassExample(); // 'AbstractClassExample' is abstract; cannot be instantiated
    AbstractClassExample ac2 = new AbstractExtendClassExample();
    ac2.func1();

**2. 接口**

接口是抽象类的延伸，在 Java 8 之前，它可以看成是一个完全抽象的类，也就是说它不能有任何的方法实现。

从 Java 8 开始，接口也可以拥有默认的方法实现，这是因为不支持默认方法的接口的维护成本太高了。在 Java 8 之前，如果一个接口想要添加新的方法，那么要修改所有实现了该接口的类。

接口的成员（字段 + 方法）默认都是 public 的，并且不允许定义为 private 或者 protected。

接口的字段默认都是 static 和 final 的。

public interface InterfaceExample {
    
        void func1();
    
        default void func2(){
            System.out.println("func2");
        }
    
        int x = 123;
        // int y;               // Variable 'y' might not have been initialized
        public int z = 0;       // Modifier 'public' is redundant for interface fields
        // private int k = 0;   // Modifier 'private' not allowed here
        // protected int l = 0; // Modifier 'protected' not allowed here
        // private void fun3(); // Modifier 'private' not allowed here
    }

public class InterfaceImplementExample implements InterfaceExample {
        @Override
        public void func1() {
            System.out.println("func1");
        }
    }

// InterfaceExample ie1 = new InterfaceExample(); // 'InterfaceExample' is abstract; cannot be instantiated
    InterfaceExample ie2 = new InterfaceImplementExample();
    ie2.func1();
    System.out.println(InterfaceExample.x);

**3. 比较**

*  从设计层面上看，抽象类提供了一种 IS-A 关系，那么就必须满足里式替换原则，即子类对象必须能够替换掉所有父类对象。而接口更像是一种 LIKE-A 关系，它只是提供一种方法实现契约，并不要求接口和实现接口的类具有 IS-A 关系。
 *  从使用上来看，一个类可以实现多个接口，但是不能继承多个抽象类。
 *  接口的字段只能是 static 和 final 类型的，而抽象类的字段没有这种限制。
 *  接口的成员只能是 public 的，而抽象类的成员可以有多种访问权限。

**4. 使用选择**

使用接口：

*  需要让不相关的类都实现一个方法，例如不相关的类都可以实现 Compareable 接口中的 compareTo() 方法；
 *  需要使用多重继承。

使用抽象类：

*  需要在几个相关的类中共享代码。
 *  需要能控制继承来的成员的访问权限，而不是都为 public。
 *  需要继承非静态和非常量字段。

在很多情况下，接口优先于抽象类。因为接口没有抽象类严格的类层次结构要求，可以灵活地为一个类添加行为。并且从 Java 8 开始，接口也可以有默认的方法实现，使得修改接口的成本也变的很低。

*  [深入理解 abstract class 和 interface][abstract class _ interface]
 *  [When to Use Abstract Class and Interface][]

## super ##

*  访问父类的构造函数：可以使用 super() 函数访问父类的构造函数，从而委托父类完成一些初始化的工作。
 *  访问父类的成员：如果子类重写了父类的某个方法，可以通过使用 super 关键字来引用父类的方法实现。

public class SuperExample {
    
        protected int x;
        protected int y;
    
        public SuperExample(int x, int y) {
            this.x = x;
            this.y = y;
        }
    
        public void func() {
            System.out.println("SuperExample.func()");
        }
    }

public class SuperExtendExample extends SuperExample {
    
        private int z;
    
        public SuperExtendExample(int x, int y, int z) {
            super(x, y);
            this.z = z;
        }
    
        @Override
        public void func() {
            super.func();
            System.out.println("SuperExtendExample.func()");
        }
    }

SuperExample e = new SuperExtendExample(1, 2, 3);
    e.func();

SuperExample.func()
    SuperExtendExample.func()

[Using the Keyword super][]

## 重写与重载 ##

**1. 重写（Override）**

存在于继承体系中，指子类实现了一个与父类在方法声明上完全相同的一个方法。

为了满足里式替换原则，重写有有以下两个限制：

*  子类方法的访问权限必须大于等于父类方法；
 *  子类方法的返回类型必须是父类方法返回类型或为其子类型。

使用 @Override 注解，可以让编译器帮忙检查是否满足上面的两个限制条件。

**2. 重载（Overload）**

存在于同一个类中，指一个方法与已经存在的方法名称上相同，但是参数类型、个数、顺序至少有一个不同。

应该注意的是，返回值不同，其它都相同不算是重载。

**3. 实例**

class A {
        public String show(D obj) {
            return ("A and D");
        }
    
        public String show(A obj) {
            return ("A and A");
        }
    }
    
    class B extends A {
        public String show(B obj) {
            return ("B and B");
        }
    
        public String show(A obj) {
            return ("B and A");
        }
    }
    
    class C extends B {
    }
    
    class D extends B {
    }

public class Test {
    
        public static void main(String[] args) {
            A a1 = new A();
            A a2 = new B();
            B b = new B();
            C c = new C();
            D d = new D();
            System.out.println(a1.show(b)); // A and A
            System.out.println(a1.show(c)); // A and A
            System.out.println(a1.show(d)); // A and D
            System.out.println(a2.show(b)); // B and A
            System.out.println(a2.show(c)); // B and A
            System.out.println(a2.show(d)); // A and D
            System.out.println(b.show(b));  // B and B
            System.out.println(b.show(c));  // B and B
            System.out.println(b.show(d));  // A and D
        }
    }

涉及到重写时，方法调用的优先级为：

*  this.show(O)
 *  super.show(O)
 *  this.show((super)O)
 *  super.show((super)O)

[abstract class _ interface]: https://www.ibm.com/developerworks/cn/java/l-javainterface-abstract/
[When to Use Abstract Class and Interface]: https://dzone.com/articles/when-to-use-abstract-class-and-intreface
[Using the Keyword super]: https://docs.oracle.com/javase/tutorial/java/IandI/super.html