Java SE篇：继承

╰半夏微凉° 2024-03-16 20:24 14阅读 0赞

### 1. 继承 ###

#### 1.1 继承的实现(掌握) ####

*  继承的概念
    
     *  继承是面向对象三大特征之一，可以使得子类具有父类的属性和方法，还可以在子类中重新定义，以及追加属性和方法
 *  实现继承的格式
    
     *  继承通过extends实现
     *  格式：class 子类 extends 父类 \{ \}
        
         *  举例：class Dog extends Animal \{ \}
 *  继承带来的好处
    
     *  继承可以让类与类之间产生关系，子父类关系，产生子父类后，子类则可以使用父类中非私有的成员。
 *  示例代码
    
    `public class Fu { public void show() { System.out.println("show方法被调用"); } } public class Zi extends Fu { public void method() { System.out.println("method方法被调用"); } } public class Demo { public static void main(String[] args) { //创建对象，调用方法 Fu f = new Fu(); f.show(); Zi z = new Zi(); z.method(); z.show(); } }`

#### 1.2 继承的好处和弊端(理解) ####

*  继承好处
    
     *  提高了代码的复用性(多个类相同的成员可以放到同一个类中)
     *  提高了代码的维护性(如果方法的代码需要修改，修改一处即可)
 *  继承弊端
    
     *  继承让类与类之间产生了关系，类的耦合性增强了，当父类发生变化时子类实现也不得不跟着变化，削弱了子类的独立性
 *  继承的应用场景：
    
     *  使用继承，需要考虑类与类之间是否存在is..a的关系，不能盲目使用继承
        
         *  is..a的关系：谁是谁的一种，例如：老师和学生是人的一种，那人就是父类，学生和老师就是子类

#### 1.3. Java中继承的特点(掌握) ####

*  Java中继承的特点
    
    1.  Java中类只支持单继承，不支持多继承
        
         *  错误范例：class A extends B, C \{ \}
    2.  Java中类支持多层继承
 *  多层继承示例代码：
    
    `public class Granddad { public void drink() { System.out.println("爷爷爱喝酒"); } } public class Father extends Granddad { public void smoke() { System.out.println("爸爸爱抽烟"); } } public class Mother { public void dance() { System.out.println("妈妈爱跳舞"); } } public class Son extends Father { // 此时，Son类中就同时拥有drink方法以及smoke方法 }`

### 2. 继承中的成员访问特点 ###

#### 2.1 继承中变量的访问特点(掌握) ####

在子类方法中访问一个变量，采用的是就近原则。

1.  子类局部范围找
2.  子类成员范围找
3.  父类成员范围找
4.  如果都没有就报错(不考虑父亲的父亲…)

*  示例代码
    
    `class Fu { int num = 10; } class Zi { int num = 20; public void show(){ int num = 30; System.out.println(num); } } public class Demo1 { public static void main(String[] args) { Zi z = new Zi(); z.show(); // 输出show方法中的局部变量30 } }`

#### 2.2 super(掌握) ####

*  this&super关键字：
    
     *  this：代表本类对象的引用
     *  super：代表父类存储空间的标识(可以理解为父类对象引用)
 *  this和super的使用分别
    
     *  成员变量：
        
         *  this.成员变量 - 访问本类成员变量
         *  super.成员变量 - 访问父类成员变量
     *  成员方法：
        
         *  this.成员方法 - 访问本类成员方法
         *  super.成员方法 - 访问父类成员方法
 *  构造方法：
    
     *  this(…) - 访问本类构造方法
     *  super(…) - 访问父类构造方法

#### 2.3 继承中构造方法的访问特点(理解) ####

**注意：子类中所有的构造方法默认都会访问父类中无参的构造方法**

子类会继承父类中的数据，可能还会使用父类的数据。所以，子类初始化之前，一定要先完成父类数据的初始化，原因在于，每一个子类构造方法的第一条语句默认都是：super()

**问题：如果父类中没有无参构造方法，只有带参构造方法，该怎么办呢？**

`1. 通过使用super关键字去显示的调用父类的带参构造方法 2. 子类通过this去调用本类的其他构造方法,本类其他构造方法再通过super去手动调用父类的带参的构造方法 注意: this(…)super(…) 必须放在构造方法的第一行有效语句，并且二者不能共存`

#### 2.4 继承中成员方法的访问特点(掌握) ####

通过子类对象访问一个方法

1.  子类成员范围找
2.  父类成员范围找
3.  如果都没有就报错(不考虑父亲的父亲…)

#### 2.5 super内存图(理解) ####

*  对象在堆内存中，会单独存在一块super区域，用来存放父类的数据
    
    ![01\_super内存图][01_super]

#### 2.6 方法重写(掌握) ####

*  1、方法重写概念
    
     *  子类出现了和父类中一模一样的方法声明(方法名一样，参数列表也必须一样)
 *  2、方法重写的应用场景
    
     *  当子类需要父类的功能，而功能主体子类有自己特有内容时，可以重写父类中的方法，这样，即沿袭了父类的功能，又定义了子类特有的内容
 *  3、Override注解
    
     *  用来检测当前的方法，是否是重写的方法，起到【校验】的作用

#### 2.7 方法重写的注意事项(掌握) ####

*  方法重写的注意事项

1.  私有方法不能被重写(父类私有成员子类是不能继承的)
2.  子类方法访问权限不能更低(public > 默认 > 私有)
3.  静态方法不能被重写,如果子类也有相同的方法,并不是重写的父类的方法

*  示例代码

`public class Fu { private void show() { System.out.println("Fu中show()方法被调用"); } void method() { System.out.println("Fu中method()方法被调用"); } } public class Zi extends Fu { /* 编译【出错】，子类不能重写父类私有的方法*/ @Override private void show() { System.out.println("Zi中show()方法被调用"); } /* 编译【出错】，子类重写父类方法的时候，访问权限需要大于等于父类 */ @Override private void method() { System.out.println("Zi中method()方法被调用"); } /* 编译【通过】，子类重写父类方法的时候，访问权限需要大于等于父类 */ @Override public void method() { System.out.println("Zi中method()方法被调用"); } }`

#### 2.8 权限修饰符 (理解) ####

![02\_权限修饰符][02]

#### 2.9 黑马信息管理系统使用继承改进 (掌握) ####

*  需求
    
    把学生类和老师类共性的内容向上抽取,抽取到出一个 Person 父类,让学生类和老师类继承 Person 类
 *  实现步骤
    
    1.  抽取Person类
    2.  优化StudentController类中，inputStudentInfo方法，将setXxx赋值方式，改进为构造方法初始化
        
        注意：直接修改这种操作方式，不符合我们开发中的一个原则
        
        开闭原则 ( 对扩展开放对修改关闭 ) : 尽量在不更改原有代码的前提下以完成需求
        
        解决：重新创建一个OtherStudentController类
        
        编写新的inputStudentInfo方法
    3.  根据StudentController类、OtherStudentController类，向上抽取出BaseStudentController类 再让StudentController类、OtherStudentController类，继承BaseStudentController类
 *  代码实现
    
    Person类及学生类和老师类
    
    `public class Person { private String id; private String name; private String age; private String birthday; public Person() { } public Person(String id, String name, String age, String birthday) { this.id = id; this.name = name; this.age = age; this.birthday = birthday; } public String getId() { return id; } public void setId(String id) { this.id = id; } public String getName() { return name; } public void setName(String name) { this.name = name; } public String getAge() { return age; } public void setAge(String age) { this.age = age; } public String getBirthday() { return birthday; } public void setBirthday(String birthday) { this.birthday = birthday; } } // Student类 public class Student extends Person { public Student() { } public Student(String id, String name, String age, String birthday) { super(id, name, age, birthday); } } // Teacher类 public class Teacher extends Person { public Teacher() { } public Teacher(String id, String name, String age, String birthday) { super(id, name, age, birthday); } }`
    
    BaseStudentController类
    
    `public abstract class BaseStudentController { // 业务员对象 private StudentService studentService = new StudentService(); private Scanner sc = new Scanner(System.in); // 开启学生管理系统, 并展示学生管理系统菜单 public void start() { //Scanner sc = new Scanner(System.in); studentLoop: while (true) { System.out.println("--------欢迎来到 <学生> 管理系统--------"); System.out.println("请输入您的选择: 1.添加学生 2.删除学生 3.修改学生 4.查看学生 5.退出"); String choice = sc.next(); switch (choice) { case "1": // System.out.println("添加"); addStudent(); break; case "2": // System.out.println("删除"); deleteStudentById(); break; case "3": // System.out.println("修改"); updateStudent(); break; case "4": // System.out.println("查询"); findAllStudent(); break; case "5": System.out.println("感谢您使用学生管理系统, 再见!"); break studentLoop; default: System.out.println("您的输入有误, 请重新输入"); break; } } } // 修改学生方法 public void updateStudent() { String updateId = inputStudentId(); Student newStu = inputStudentInfo(updateId); studentService.updateStudent(updateId, newStu); System.out.println("修改成功!"); } // 删除学生方法 public void deleteStudentById() { String delId = inputStudentId(); // 3. 调用业务员中的deleteStudentById根据id, 删除学生 studentService.deleteStudentById(delId); // 4. 提示删除成功 System.out.println("删除成功!"); } // 查看学生方法 public void findAllStudent() { // 1. 调用业务员中的获取方法, 得到学生的对象数组 Student[] stus = studentService.findAllStudent(); // 2. 判断数组的内存地址, 是否为null if (stus == null) { System.out.println("查无信息, 请添加后重试"); return; } // 3. 遍历数组, 获取学生信息并打印在控制台 System.out.println("学号\t\t姓名\t年龄\t生日"); for (int i = 0; i < stus.length; i++) { Student stu = stus[i]; if (stu != null) { System.out.println(stu.getId() + "\t" + stu.getName() + "\t" + stu.getAge() + "\t\t" + stu.getBirthday()); } } } // 添加学生方法 public void addStudent() { // StudentService studentService = new StudentService(); // 1. 键盘接收学生信息 String id; while (true) { System.out.println("请输入学生id:"); id = sc.next(); boolean flag = studentService.isExists(id); if (flag) { System.out.println("学号已被占用, 请重新输入"); } else { break; } } Student stu = inputStudentInfo(id); // 3. 将学生对象,传递给StudentService(业务员)中的addStudent方法 boolean result = studentService.addStudent(stu); // 4. 根据返回的boolean类型结果, 在控制台打印成功\失败 if (result) { System.out.println("添加成功"); } else { System.out.println("添加失败"); } } // 键盘录入学生id public String inputStudentId() { String id; while (true) { System.out.println("请输入学生id:"); id = sc.next(); boolean exists = studentService.isExists(id); if (!exists) { System.out.println("您输入的id不存在, 请重新输入:"); } else { break; } } return id; } // 键盘录入学生信息 // 开闭原则: 对扩展内容开放, 对修改内容关闭 public Student inputStudentInfo(String id){ return null; } }`
    
    StudentController类
    
    `public class StudentController extends BaseStudentController { private Scanner sc = new Scanner(System.in); // 键盘录入学生信息 // 开闭原则: 对扩展内容开放, 对修改内容关闭 @Override public Student inputStudentInfo(String id) { System.out.println("请输入学生姓名:"); String name = sc.next(); System.out.println("请输入学生年龄:"); String age = sc.next(); System.out.println("请输入学生生日:"); String birthday = sc.next(); Student stu = new Student(); stu.setId(id); stu.setName(name); stu.setAge(age); stu.setBirthday(birthday); return stu; } }`
    
    OtherStudentController类
    
    `public class OtherStudentController extends BaseStudentController { private Scanner sc = new Scanner(System.in); // 键盘录入学生信息 // 开闭原则: 对扩展内容开放, 对修改内容关闭 @Override public Student inputStudentInfo(String id) { System.out.println("请输入学生姓名:"); String name = sc.next(); System.out.println("请输入学生年龄:"); String age = sc.next(); System.out.println("请输入学生生日:"); String birthday = sc.next(); Student stu = new Student(id,name,age,birthday); return stu; } }`

### 3.抽象类 ###

#### 3.1抽象类的概述(理解) ####

当我们在做子类共性功能抽取时，有些方法在父类中并没有具体的体现，这个时候就需要抽象类了！

在Java中，一个没有方法体的方法应该定义为抽象方法，而类中如果有抽象方法，该类必须定义为抽象类！

#### 3.2抽象类的特点(记忆) ####

*  抽象类和抽象方法必须使用 abstract 关键字修饰
    
    `//抽象类的定义 public abstract class 类名 {} //抽象方法的定义 public abstract void eat();`
 *  抽象类中不一定有抽象方法，有抽象方法的类一定是抽象类
 *  抽象类不能实例化
 *  抽象类可以有构造方法
 *  抽象类的子类
    
    要么重写抽象类中的所有抽象方法
    
    要么是抽象类

#### 3.3抽象类的案例(应用) ####

*  案例需求
    
    定义猫类(Cat)和狗类(Dog)
    
    猫类成员方法：eat(猫吃鱼)drink(喝水…)
    
    狗类成员方法：eat(狗吃肉)drink(喝水…)
 *  实现步骤
    
    1.  猫类和狗类中存在共性内容，应向上抽取出一个动物类(Animal)
    2.  父类Animal中，无法将 eat 方法具体实现描述清楚，所以定义为抽象方法
    3.  抽象方法需要存活在抽象类中，将Animal定义为抽象类
    4.  让 Cat 和 Dog 分别继承 Animal，重写eat方法
    5.  测试类中创建 Cat 和 Dog 对象，调用方法测试
 *  代码实现
    
     *  动物类
    
    `public abstract class Animal { public void drink(){ System.out.println("喝水"); } public Animal(){ } public abstract void eat(); }`
    
     *  猫类
    
    `public class Cat extends Animal { @Override public void eat() { System.out.println("猫吃鱼"); } }`
    
     *  狗类
    
    `public class Dog extends Animal { @Override public void eat() { System.out.println("狗吃肉"); } }`
    
     *  测试类
    
    `public static void main(String[] args) { Dog d = new Dog(); d.eat(); d.drink(); Cat c = new Cat(); c.drink(); c.eat(); //Animal a = new Animal(); //a.eat(); }`

#### 3.4模板设计模式 ####

*  设计模式
    
    设计模式(Design pattern)是一套被反复使用、多数人知晓的、经过分类编目的、代码设计经验的总结。 使用设计模式是为了可重用代码、让代码更容易被他人理解、保证代码可靠性、程序的重用性。
 *  模板设计模式
    
    把抽象类整体就可以看做成一个模板，模板中不能决定的东西定义成抽象方法 让使用模板的类(继承抽象类的类)去重写抽象方法实现需求
 *  模板设计模式的优势
    
    模板已经定义了通用结构，使用者只需要关心自己需要实现的功能即可
 *  示例代码
    
    模板类
    
    `/* 作文模板类 */ public abstract class CompositionTemplate { public final void write(){ System.out.println("<<我的爸爸>>"); body(); System.out.println("啊~ 这就是我的爸爸"); } public abstract void body(); }`
    
    实现类A
    
    `public class Tom extends CompositionTemplate { @Override public void body() { System.out.println("那是一个秋天, 风儿那么缠绵,记忆中, " + "那天爸爸骑车接我放学回家,我的脚卡在了自行车链当中, 爸爸蹬不动,他就站起来蹬..."); } }`
    
    实现类B
    
    `public class Tony extends CompositionTemplate { @Override public void body() { } /*public void write(){ }*/ }`
    
    测试类
    
    `public class Test { public static void main(String[] args) { Tom t = new Tom(); t.write(); } }`

#### 3.5final(应用) ####

*  fianl关键字的作用
    
     *  final代表最终的意思，可以修饰成员方法，成员变量，类
 *  final修饰类、方法、变量的效果
    
     *  fianl修饰类：该类不能被继承(不能有子类，但是可以有父类)
     *  final修饰方法：该方法不能被重写
     *  final修饰变量：表明该变量是一个常量，不能再次赋值
        
         *  变量是基本类型,不能改变的是值
         *  变量是引用类型,不能改变的是地址值,但地址里面的内容是可以改变的
         *  举例
            
            `public static void main(String[] args){ final Student s = new Student(23); s = new Student(24); // 错误 s.setAge(24); // 正确 }`

#### 3.6黑马信息管理系统使用抽象类改进 (应用) ####

*  需求
    
    1.  使用抽象类的思想，将BaseStudentController 中的 inputStudentInfo 方法，定义为抽象方法
    2.  将不希望子类重写的方法，使用 final 进行修饰
 *  代码实现
    
    BaseStudentController类
    
    `public abstract class BaseStudentController { // 业务员对象 private StudentService studentService = new StudentService(); private Scanner sc = new Scanner(System.in); // 开启学生管理系统, 并展示学生管理系统菜单 public final void start() { //Scanner sc = new Scanner(System.in); studentLoop: while (true) { System.out.println("--------欢迎来到 <学生> 管理系统--------"); System.out.println("请输入您的选择: 1.添加学生 2.删除学生 3.修改学生 4.查看学生 5.退出"); String choice = sc.next(); switch (choice) { case "1": // System.out.println("添加"); addStudent(); break; case "2": // System.out.println("删除"); deleteStudentById(); break; case "3": // System.out.println("修改"); updateStudent(); break; case "4": // System.out.println("查询"); findAllStudent(); break; case "5": System.out.println("感谢您使用学生管理系统, 再见!"); break studentLoop; default: System.out.println("您的输入有误, 请重新输入"); break; } } } // 修改学生方法 public final void updateStudent() { String updateId = inputStudentId(); Student newStu = inputStudentInfo(updateId); studentService.updateStudent(updateId, newStu); System.out.println("修改成功!"); } // 删除学生方法 public final void deleteStudentById() { String delId = inputStudentId(); // 3. 调用业务员中的deleteStudentById根据id, 删除学生 studentService.deleteStudentById(delId); // 4. 提示删除成功 System.out.println("删除成功!"); } // 查看学生方法 public final void findAllStudent() { // 1. 调用业务员中的获取方法, 得到学生的对象数组 Student[] stus = studentService.findAllStudent(); // 2. 判断数组的内存地址, 是否为null if (stus == null) { System.out.println("查无信息, 请添加后重试"); return; } // 3. 遍历数组, 获取学生信息并打印在控制台 System.out.println("学号\t\t姓名\t年龄\t生日"); for (int i = 0; i < stus.length; i++) { Student stu = stus[i]; if (stu != null) { System.out.println(stu.getId() + "\t" + stu.getName() + "\t" + stu.getAge() + "\t\t" + stu.getBirthday()); } } } // 添加学生方法 public final void addStudent() { // StudentService studentService = new StudentService(); // 1. 键盘接收学生信息 String id; while (true) { System.out.println("请输入学生id:"); id = sc.next(); boolean flag = studentService.isExists(id); if (flag) { System.out.println("学号已被占用, 请重新输入"); } else { break; } } Student stu = inputStudentInfo(id); // 3. 将学生对象,传递给StudentService(业务员)中的addStudent方法 boolean result = studentService.addStudent(stu); // 4. 根据返回的boolean类型结果, 在控制台打印成功\失败 if (result) { System.out.println("添加成功"); } else { System.out.println("添加失败"); } } // 键盘录入学生id public String inputStudentId() { String id; while (true) { System.out.println("请输入学生id:"); id = sc.next(); boolean exists = studentService.isExists(id); if (!exists) { System.out.println("您输入的id不存在, 请重新输入:"); } else { break; } } return id; } // 键盘录入学生信息 // 开闭原则: 对扩展内容开放, 对修改内容关闭 public abstract Student inputStudentInfo(String id); }`

### 4.代码块 ###

#### 4.1代码块概述 (理解) ####

在Java中，使用 \{ \} 括起来的代码被称为代码块

#### 4.2代码块分类 (理解) ####

*  局部代码块
    
     *  位置: 方法中定义
     *  作用: 限定变量的生命周期，及早释放，提高内存利用率
     *  示例代码
        
        `public class Test { /* 局部代码块 位置：方法中定义 作用：限定变量的生命周期，及早释放，提高内存利用率 */ public static void main(String[] args) { { int a = 10; System.out.println(a); } // System.out.println(a); } }`
 *  构造代码块
    
     *  位置: 类中方法外定义
     *  特点: 每次构造方法执行的时，都会执行该代码块中的代码，并且在构造方法执行前执行
     *  作用: 将多个构造方法中相同的代码，抽取到构造代码块中，提高代码的复用性
     *  示例代码
        
        `public class Test { /* 构造代码块: 位置：类中方法外定义 特点：每次构造方法执行的时，都会执行该代码块中的代码，并且在构造方法执行前执行 作用：将多个构造方法中相同的代码，抽取到构造代码块中，提高代码的复用性 */ public static void main(String[] args) { Student stu1 = new Student(); Student stu2 = new Student(10); } } class Student { { System.out.println("好好学习"); } public Student(){ System.out.println("空参数构造方法"); } public Student(int a){ System.out.println("带参数构造方法..........."); } }`
 *  静态代码块
    
     *  位置: 类中方法外定义
     *  特点: 需要通过static关键字修饰，随着类的加载而加载，并且只执行一次
     *  作用: 在类加载的时候做一些数据初始化的操作
     *  示例代码
        
        `public class Test { /* 静态代码块: 位置：类中方法外定义 特点：需要通过static关键字修饰，随着类的加载而加载，并且只执行一次 作用：在类加载的时候做一些数据初始化的操作 */ public static void main(String[] args) { Person p1 = new Person(); Person p2 = new Person(10); } } class Person { static { System.out.println("我是静态代码块, 我执行了"); } public Person(){ System.out.println("我是Person类的空参数构造方法"); } public Person(int a){ System.out.println("我是Person类的带...........参数构造方法"); } }`

#### 4.3黑马信息管理系统使用代码块改进 (应用) ####

*  需求
    
    使用静态代码块，初始化一些学生数据
 *  实现步骤
    
    1.  在StudentDao类中定义一个静态代码块，用来初始化一些学生数据
    2.  将初始化好的学生数据存储到学生数组中
 *  示例代码
    
    StudentDao类
    
    `public class StudentDao { // 创建学生对象数组 private static Student[] stus = new Student[5]; static { Student stu1 = new Student("heima001","张三","23","1999-11-11"); Student stu2 = new Student("heima002","李四","24","2000-11-11"); stus[0] = stu1; stus[1] = stu2; } // 添加学生方法 public boolean addStudent(Student stu) { // 2. 添加学生到数组 //2.1 定义变量index为-1，假设数组已经全部存满，没有null的元素 int index = -1; //2.2 遍历数组取出每一个元素，判断是否是null for (int i = 0; i < stus.length; i++) { Student student = stus[i]; if(student == null){ index = i; //2.3 如果为null，让index变量记录当前索引位置，并使用break结束循环遍历 break; } } // 3. 返回是否添加成功的boolean类型状态 if(index == -1){ // 装满了 return false; }else{ // 没有装满, 正常添加, 返回true stus[index] = stu; return true; } } // 查看学生方法 public Student[] findAllStudent() { return stus; } public void deleteStudentById(String delId) { // 1. 查找id在容器中所在的索引位置 int index = getIndex(delId); // 2. 将该索引位置,使用null元素进行覆盖 stus[index] = null; } public int getIndex(String id){ int index = -1; for (int i = 0; i < stus.length; i++) { Student stu = stus[i]; if(stu != null && stu.getId().equals(id)){ index = i; break; } } return index; } public void updateStudent(String updateId, Student newStu) { // 1. 查找updateId, 在容器中的索引位置 int index = getIndex(updateId); // 2. 将该索引位置, 使用新的学生对象替换 stus[index] = newStu; } }`

[01_super]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/03/15/6f48488c4f064a9a9a41633329d91be7.png
[02]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/03/15/2349bef3532b4bf2a5d2da4a0b0157f0.png