继承

继承的概念

在现实生活中,继承一般指的是子女继承父辈的财产。在程序中,继承描述的是事物之间的所属关系,通过继承可以使多种事物之间形成一种关系体系。

例如公司中的研发部员工和维护部员工都属于员工,程序中便可以描述为研发部员工和维护部员工继承自员工,同理,JavaEE工程师和Android工程师继承自研发部员工,而维网络维护工程师和硬件维护工程师继承自维护部员工。这些员工之间会形成一个继承体系,具体如下图所示。

在Java中,类的继承是指在一个现有类的基础上去构建一个新的类,构建出来的新类被称作子类,现有类被称作父类,子类会自动拥有父类所有可继承的属性和方法。

继承的格式&使用

在程序中,如果想声明一个类继承另一个类,需要使用extends关键字。
格式:class 子类 extends 父类 {}
接下来通过一个案例来学习子类是如何继承父类的,如下所示。Employee .java

/* 
* 定义员工类Employee 
*/ 
public class Employee { 
    String name; // 定义name属性 
    // 定义员工的工作方法 
    public void work() { 
        System.out.println("尽心尽力地工作"); 
    } 
}
/* 
* 定义研发部员工类Developer 继承 员工类Employee 
*/ 
class Developer extends Employee { 
    // 定义一个打印name的方法 
    public void printName() { 
        System.out.println("name=" + name); 
    } 
}
* 定义测试类 
*/ 
public class Example01 { 
    public static void main(String[] args) { 
        Developer d = new Developer(); // 创建一个研发部员工类对象 
        d.name = "小明"; // 为该员工类的name属性进行赋值 
        d.printName(); // 调用该员工的printName()方法 
        d.work(); // 调用Developer类继承来的work()方法 
    } 
}

运行结果如下图所示。

在上述代码中,Developer类通过extends关键字继承了Employee类,这样Developer类便是Employee类的子类。从运行结果不难看出,子类虽然没有定义name属性和work()方法,但是却能访问这两个成员。这就说明,子类在继承父类的时候,会自动拥有父类的成员。

继承的好处&注意事项

继承的好处:

  • 继承的出现提高了代码的复用性,提高软件开发效率。
  • 继承的出现让类与类之间产生了关系,提供了多态的前提。

在类的继承中,需要注意一些问题,具体如下:
1、在Java中,类只支持单继承,不允许多继承,也就是说一个类只能有一个直接父类,例如下面这种情况是不合法的。

class A{}  
class B{} 
class C extends A,B{} // C类不可以同时继承A类和B类

2、多个类可以继承一个父类,例如下面这种情况是允许的。

class A{} 
class B extends A{} 
class C extends A{} // 类B和类C都可以继承类A

3、在Java中,多层继承是可以的,即一个类的父类可以再去继承另外的父类,例如C类继承自B类,而B类又可以去继承A类,这时,C类也可称作A类的子类。下面这种情况是允许的。

class A{} 
class B extends A{} // 类B继承类A,类B是类A的子类 
class C extends B{} // 类C继承类B,类C是类B的子类,同时也是类A的子类

4、在Java中,子类和父类是一种相对概念,也就是说一个类是某个类父类的同时,也可以是另一个类的子类。例如上面的这种情况中,B类是A类的子类,同时又是C类的父类。

继承-子父类中成员变量的特点

了解了继承给我们带来的好处,提高了代码的复用性。继承让类与类或者说对象与对象之间产生了关系。那么,当继承出现后,类的成员之间产生了那些变化呢?
成员变量:如果子类父类中出现不同名的成员变量,这时的访问是没有任何问题。
看如下代码:

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); 
//访问子类中的num2 
        System.out.println("Zi num2="+num2); 
    } 
} 
class Demo 
{ 
    public static void main(String[] args) 
    { 
        Zi z = new Zi(); //创建子类对象 
        z.show(); //调用子类中的show方法 
    } 
}

代码说明: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。

当子父类中出现了同名成员变量时,在子类中若要访问父类中的成员变量,必须使用关键字super来完成。super用来表示当前对象中包含的父类对象空间的引用。
在子类中,访问父类中的成员变量格式: super.父类中的成员变量 
看如下代码:

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; 
    void show() 
    { 
//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 
//访问父类中的num 
        System.out.println("Fu num="+super.num); 
//访问子类中的num2 
        System.out.println("Zi num2="+this.num); 
    } 
} 
class Demo5 
{ 
    public static void main(String[] args) 
    { 
        Zi z = new Zi(); //创建子类对象 
        z.show(); //调用子类中的show方法 
    } 
}

继承-子父类中成员方法特点-重写&应用

子父类中成员方法的特点
当在程序中通过对象调用方法时,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。
看如下代码:

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 Test{ 
    public static void main(String[] args) { 
        Zi z = new Zi(); 
        z.show(); //子类中没有show方法,但是可以找到父类方法去执行 
        z.show2(); 
    } 
}

成员方法特殊情况——覆盖

子类中出现与父类一模一样的方法时,会出现覆盖操作,也称为override重写、复写或者覆盖。

class Fu 
{ 
    public void show() 
    { 
        System.out.println("Fu show"); 
    } 
} 
class Zi extends Fu 
{ 
    //子类复写了父类的show方法 
    public void show() 
    { 
        System.out.println("Zi show"); 
    } 
}

方法重写(覆盖)的应用

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。
举例:比如手机,当描述一个手机时,它具有发短信,打电话,显示来电号码功能,后期由于手机需要在来电显示功能中增加显示姓名和头像,这时可以重新定义一个类描述智能手机,并继承原有描述手机的类。并在新定义的类中覆盖来电显示功能,在其中增加显示姓名和头像功能。
在子类中,访问父类中的成员方法格式: super.父类中的成员方法(); 
看如下代码:

//手机类 
class Phone{ 
    public void sendMessage(){ 
        System.out.println("发短信"); 
    } 
    public void call(){ 
        System.out.println("打电话"); 
    } 
    public void showNum(){ 
        System.out.println("来电显示号码"); 
    } 
} 
 
//智能手机类 
class NewPhone extends Phone{ 
 
    //覆盖父类的来电显示号码功能,并增加自己的显示姓名和图片功能 
    public void showNum(){ 
//调用父类已经存在的功能使用super 
        super.showNum(); 
//增加自己特有显示姓名和图片功能 
        System.out.println("显示来电姓名"); 
        System.out.println("显示头像"); 
    } 
}

方法重写的注意事项

重写需要注意的细节问题: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。

class Fu(){ 
    void show(){} 
    public void method(){} 
} 
class Zi() extends Fu{ 
    public void show(){} //编译运行没问题 
        void method(){} //编译错误 
}

写法上稍微注意:必须一模一样:方法的返回值类型 方法名 参数列表都要一样。

总结:当一个类是另一个类中的一种时,可以通过继承,来继承属性与功能。如果父类具备的功能内容需要子类特殊定义时,进行方法重写。

不能为了继承某个功能而随意进行继承操作, 必须要符合 is a 的关系

  • 苹果 is a 水果
  • 男人 is a 人
  • 狗 is a 人 , 这种情况就不能继承了

重载与重写对比

重载

权限修饰符(public private 默认):无关
方法名:重载的两个方法的方法名必须相同
形参列表:

  • 形参类型的顺序不同
  • 形参的个数不同
  • 形参的类型不同

三者至少满足一个
返回值类型:重载与返回值类型无关

重写

权限修饰符(public private 默认): 子类方法的权限>=父类的方法的权限
方法名: 子类方法和父类方法必须相同
形参列表: 子类方法和父类方法的形参列表必须相同
返回值类型:基本类数据类型:必须相同
引用数据类型:子类方法的返回值类型和父类方法的返回值类型相同,或者子类方法的返回值类型是父类方法的返回值类型的 子类

抽象类

抽象类-产生

当编写一个类时,我们往往会为该类定义一些方法,这些方法是用来描述该类的功能具体实现方式,那么这些方法都有具体的方法体。但是有的时候,某个父类只是知道子类应该包含怎么样的方法,但是无法准确知道子类如何实现这些方法。比如一个图形类应该有一个求周长的方法,但是不同的图形求周长的算法不一样。那该怎么办呢?
分析事物时,发现了共性内容,就出现向上抽取。会有这样一种特殊情况,就是方法功能声明相同,但方法功能主体不同。那么这时也可以抽取,但只抽取方法声明,不抽取方法主体。那么此方法就是一个抽象方法。
描述JavaEE工程师:行为:工作。
描述Android工程师:行为:工作。
JavaEE工程师和Android工程师之间有共性,可以进行向上抽取。抽取它们的所属共性类型:研发部员工。由于JavaEE工程师和Android工程师都具有工作功能,但是他们具体工作内容却不一样。这时在描述研发部员工时,发现了有些功能(工作)不具体,这些不具体的功能,需要在类中标识出来,通过java中的关键字abstract(抽象)。
当定义了抽象函数的类也必须被abstract关键字修饰,被abstract关键字修饰的类是抽象类。

抽象类&抽象方法的定义

抽象方法定义的格式:

public abstract 返回值类型 方法名(参数); 
    抽象类定义的格式: 
    abstract class 类名 { 
}

看如下代码:

//研发部员工  
abstract class Developer { 
    public abstract void work();//抽象函数。需要abstract修饰,并分号;结束 
} 
 
//JavaEE工程师 
class JavaEE extends Developer{ 
    public void work() { 
        System.out.println("正在研发淘宝网站"); 
    } 
}
//Android工程师 
 
class Android extends Developer { 
    public void work() { 
        System.out.println("正在研发淘宝手机客户端软件"); 
    } 
}

抽象类的特点

  • 1、抽象类和抽象方法都需要被abstract修饰。抽象方法一定要定义在抽象类中。
  • 2、抽象类不可以直接创建对象,原因:调用抽象方法没有意义。
  • 3、只有覆盖了抽象类中所有的抽象方法后,其子类才可以创建对象。否则该子类还是一个抽象类。

之所以继承抽象类,更多的是在思想,是面对共性类型操作会更简单。

抽象类的细节问题:
1、抽象类一定是个父类? 是的,因为不断抽取而来的。
2、抽象类中是否可以不定义抽象方法。是可以的,那这个抽象类的存在到底有什么意义呢?不让该类创建对象,方法可以直接让子类去使用
3、抽象关键字abstract不可以和哪些关键字共存?

  • private:私有的方法子类是无法继承到的,也不存在覆盖,而abstract和private一起使用修饰方法,abstract既要子类去实现这个方法,而private修饰子类根本无法得到父类这个方法。互相矛盾。
  • final,暂时不关注,后面学
  • static,暂时不关注,后面学

综合案例---员工类系列定义

案例介绍

某IT公司有多名员工,按照员工负责的工作不同,进行了部门的划分(研发部员工、维护部员工)。研发部根据所需研发的内容不同,又分为JavaEE工程师、Android工程师;维护部根据所需维护的内容不同,又分为网络维护工程师、硬件维护工程师。
公司的每名员工都有他们自己的员工编号、姓名,并要做它们所负责的工作。

工作内容

JavaEE工程师:员工号为xxx的 xxx员工,正在研发淘宝网站
Android工程师:员工号为xxx的 xxx员工,正在研发淘宝手机客户端软件
网络维护工程师:员工号为xxx的 xxx员工,正在检查网络是否畅通
硬件维护工程师:员工号为xxx的 xxx员工,正在修复打印机
请根据描述,完成员工体系中所有类的定义,并指定类之间的继承关系。进行XX工程师类的对象创建,完成工作方法的调用。

案例分析

根据上述部门的描述,得出如下的员工体系图

根据员工信息的描述,确定每个员工都有员工编号、姓名、要进行工作。则,把这些共同的属性与功能抽取到父类中(员工类),关于工作的内容由具体的工程师来进行指定。

案例代码实现

根据员工体系图,完成类的定义
定义员工类(抽象类)

public abstract class Employee { 
    private String id;// 员工编号 
    private String name; // 员工姓名 
 
    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; 
    } 
 
    //工作方法(抽象方法) 
    public abstract void work(); 
}

定义研发部员工类Developer 继承 员工类Employee

public abstract class Developer extends Employee { 
}

定义维护部员工类Maintainer 继承 员工类Employee

public abstract class Maintainer extends Employee { 
}

定义JavaEE工程师 继承 研发部员工类,重写工作方法

public class JavaEE extends Developer { 
    @Override 
    public void work() { 
        System.out.println("员工号为 " + getId() + " 的 " + getName() + " 员工,正在研发淘宝网站"); 
    } 
}

定义Android工程师 继承 研发部员工类,重写工作方法

public class Android extends Developer { 
    @Override 
    public void work() { 
        System.out.println("员工号为 " + getId() + " 的 " + getName() + " 员工,正在研发淘宝手机客户端软件"); 
    } 
}

定义Network网络维护工程师 继承 维护部员工类,重写工作方法

public class Network extends Maintainer { 
    @Override 
    public void work() { 
        System.out.println("员工号为 " + getId() + " 的 " + getName() + " 员工,正在检查网络是否畅通"); 
    } 
}

定义Hardware硬件维护工程师 继承 维护部员工类,重写工作方法

public class Hardware extends Maintainer { 
    @Override 
    public void work() { 
        System.out.println("员工号为 " + getId() + " 的 " + getName() + " 员工,正在修复打印机"); 
    } 
}

在测试类中,创建JavaEE工程师对象,完成工作方法的调用

public class Test { 
    public static void main(String[] args) { 
//创建JavaEE工程师员工对象 
        JavaEE ee = new JavaEE(); 
//设置该员工的编号 
        ee.setId("000015"); 
//设置该员工的姓名 
        ee.setName("小明"); 
//调用该员工的工作方法 
        ee.work(); 
    } 
}

 

发布评论

分享到:

IT虾米网

微信公众号号:IT虾米 (左侧二维码扫一扫)欢迎添加!

Java基础学习笔记八 Java基础语法之接口和多态详解
你是第一个吃螃蟹的人
发表评论

◎欢迎参与讨论,请在这里发表您的看法、交流您的观点。