一文搞懂Java面向对象编程中的继承机制

小咪咪 2024-02-20 08:41 11阅读 0赞

> 本文详细阐述Java面向对象编程的关键特性：继承。

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Java是一种面向对象的编程语言，即它是围绕对象的概念设计的。以下是Java面向对象编程系统的一个关键特性：

![图片][f9522780c3eb6f0b9ac637e219428da3.png]

### 1 继承 ###

继承是Java面向对象编程系统的一个关键特性，它允许一个类从另一个类中继承属性和方法。这样可以实现代码复用并简化代码维护。本文将详细阐述Java中的继承概念。

### 2 继承的基础知识 ###

在Java中，使用extends关键字实现继承。当一个类从另一个类继承时，它继承父类的所有非私有成员，包括字段，方法和嵌套类。

以下是一个简单的类层次结构示例：

class Vehicle {
      protected int speed;
    
      public void setSpeed(int speed) {
        this.speed = speed;
      }
    
      public void start() {
        System.out.println("Starting vehicle...");
      }
    }
    
    class Car extends Vehicle {
      private String model;
    
      public Car(String model) {
        this.model = model;
      }
    
      public void drive() {
        System.out.println("Driving a " + model + " at " + speed + " mph");
      }
    }

在此示例中，Vehicle类有一个名为speed的字段和两个方法，setSpeed和start。Car类扩展了Vehicle并添加了一个名为model的字段和一个名为drive的方法。

创建Car的实例时，它可以访问Vehicle和Car的字段和方法。

### 3 继承中的访问修饰符 ###

当一个子类从父类继承成员时，子类中成员的访问级别不能比父类中的更严格。换句话说，父类中的私有成员不能从子类中访问。

以下表格显示了超类中成员的访问级别如何影响子类中的可访问性：

![图片][b97cf219a5793dc19ce249e51eca6e20.png]

### 4 重写方法 ###

继承还允许子类覆盖其超类中定义的方法。这意味着子类提供了自己的方法实现，而不是使用从超类继承的实现。

以下是方法重写的示例：

class Vehicle {
      public void start() {
        System.out.println("Starting vehicle...");
      }
    }
    
    class Car extends Vehicle {
      @Override
      public void start() {
        System.out.println("Starting car...");
      }
    }

在此示例中，Car类使用自己的实现重写Vehicle的start方法。

当重写一个方法时，在子类的实例上调用该方法时，将调用子类的实现而不是超类的实现。如果子类想要调用超类的方法实现，可以使用super关键字。

### 5 抽象类 ###

在Java中，抽象类是一种不能被实例化且旨在被子类化的类。抽象类可以有抽象方法，这些方法被声明但未实现。抽象类的子类必须为其所有抽象方法提供实现。

以下是抽象类的示例：

abstract class Animal {
      protected String name;
    
      public Animal(String name) {
        this.name = name;
      }
    
      public abstract void makeSound();
    }
    
    class Dog extends Animal {
      public Dog(String name) {
        super(name);
      }
    
      @Override
      public void makeSound() {
        System.out.println(name + " barks");
      }
    }

在此示例中，Animal类是一个带有抽象方法makeSound的抽象类。Dog类扩展了Animal并为makeSound方法提供了实现。

### 6 最终类和方法 ###

在Java中，final关键字可用于防止类被子类化或方法被覆盖。final类不能被扩展，final方法不能被其子类覆盖。

以下是示例：

final class Vehicle {
      // ...
    }
    
    class Car extends Vehicle { // Error: Cannot extend final class
      // ...
    }
    
    class Vehicle {
      public final void start() {
        // ...
      }
    }
    
    class Car extends Vehicle {
      @Override
      public void start() { // Error: Cannot override final method
        // ...
      }
    }

在这个示例中，Vehicle类被标记为final，因此它不能作为超类被子类化。Vehicle类中的start方法被标记为final，因此它不能被子类重写。

### 7 总结 ###

继承是Java面向对象编程系统中的一个基本概念。它允许类从它们的父类中继承属性和方法，实现代码重用和创建类层次结构。Java支持单一继承，即一个类只能从一个超类继承；它也支持多层继承，即一个子类可以有它自己的子类。通过了解和有效地使用继承，可以以更模块化、可重用和可维护的方式设计和组织Java代码。

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