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一文讲清楚Java面向对象的继承关系

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本文是观看翁恺老师《面向对象程序设计Java》时所做原创笔记

4.1 继承

面向对象程序设计语言有三大特性：封装、继承和多态性。继承是面向对象语言的重要特征之一，没有继承的语言只能被称作“使用对象的语言”。继承是非常简单而强大的设计思想，它提供了我们代码重用和程序组织的有力工具。

类是规则，用来制造对象的规则。我们不断地定义类，用定义的类制造一些对象。类定义了对象的属性和行为，就像图纸决定了房子要盖成什么样子。

一张图纸可以盖很多房子，它们都是相同的房子，但是坐落在不同的地方，会有不同的人住在里面。假如现在我们想盖一座新房子，和以前盖的房子很相似，但是稍微有点不同。任何一个建筑师都会拿以前盖的房子的图纸来，稍加修改，成为一张新图纸，然后盖这座新房子。所以一旦我们有了一张设计良好的图纸，我们就可以基于这张图纸设计出很多相似但不完全相同的房子的图纸来。

基于已有的设计创造新的设计，就是面向对象程序设计中的继承。在继承中，新的类不是凭空产生的，而是基于一个已经存在的类而定义出来的。通过继承，新的类自动获得了基础类中所有的成员，包括成员变量和方法，包括各种访问属性的成员，无论是public还是private。当然，在这之后，程序员还可以加入自己的新的成员，包括变量和方法。显然，通过继承来定义新的类，远比从头开始写一个新的类要简单快捷和方便。继承是支持代码重用的重要手段之一。

类这个词有分类的意思，具有相似特性的东西可以归为一类。比如所有的鸟都有一些共同的特性：有翅膀、下蛋等等。鸟的一个子类，比如鸡，具有鸟的所有的特性，同时又有它自己的特性，比如飞不太高等等；而另外一种鸟类，比如鸵鸟，同样也具有鸟类的全部特性，但是又有它自己的明显不同于鸡的特性。

如果我们用程序设计的语言来描述这个鸡和鸵鸟的关系问题，首先有一个类叫做“鸟”，它具有一些成员变量和方法，从而阐述了鸟所应该具有的特征和行为。然后一个“鸡”类可以从这个“鸟”类派生出来，它同样也具有“鸟”类所有的成员变量和方法，然后再加上自己特有的成员变量和方法。无论是从“鸟”那里继承来的变量和方法，还是它自己加上的，都是它的变量和方法。

本周的学习，建议按照视频中的操作，自己把媒体资料库从头到尾实现一遍，重点在于弄清楚子类和父类的关系，理解子类从父类继承得到了什么。

4.1.1 媒体资料库的设计

一文讲清楚Java面向对象的继承关系

CD.java

package onclass;

public class CD extends Item{
//	private String title;
	private String artist;
	private int num_of_tracks;
//	private int playing_time;
//	private boolean got_it = false;
//	private String comment;

	public CD(String title, String artist, int num_of_tracks, int playing_time, String comment) {
//		super();
		super( title, playing_time, false, comment);
//		this.title = title;
		this.artist = artist;
		this.num_of_tracks = num_of_tracks;
//		this.playing_time = playing_time;
//		this.comment = comment;
	}

	public static void main(String[] args) {
		// TODO Auto-generated method stub
		CD cd = new CD( "a", "b", 2, 2, "...");
		cd.print();
	}

	public void print() {
		// TODO Auto-generated method stub
		System.out.print( "CD:" );
		super.print();
		System.out.println( ":" + artist);	
	}
}

4.1.2 继承

  • 继承是java面向对象编程技术的一块基石，因为它允许创建分等级层次的类。
  • 继承就是子类继承父类的特征和行为，使得子类对象（实例）具有父类的实例域和方法，或子类从父类继承方法，使得子类具有父类相同的行为。
  • 我们把用来做基础派生其它类的那个类叫做父类、超类或者基类，而派生出来的新类叫做子类。Java用关键字extends表示这种继承/派生关系： 
    class ThisClass extends SuperClass { 
    //…
}
  • 继承表达了一种is-a关系，就是说，子类的对象可以被看作是父类的对象。比如鸡是从鸟派生出来的，因此任何一只都可以被称作是一只鸟。但是反过来不行，有些鸟是鸡，但并不是所有的鸟都是鸡。如果你设计的继承关系，导致当你试图把一个子类的对象看作是父类的对象时显然很不合逻辑，比如你让鸡类从水果类得到继承，然后你试图说：这只本鸡是一种水果，所以这本鸡煲就像水果色拉。这显然不合逻辑，如果出现这样的问题，那就说明你的类的关系的设计是不正确的。Java的继承只允许单继承，即一个类只能有一个父类。

一文讲清楚Java面向对象的继承关系 CD 与 DVD基本一致，存在着大量的代码复制。 除了CD之外，我们还需要DVD，MP3等，他们都很相似，但是重复写对于我们之后维护会很复杂。 所以我们写一个Item公共类：


package onclass;

public class Item {
   private String title;
   private int playing_time;
   private boolean got_it = false;
   private String comment;
   
   public Item() {
   	
   }

   public Item(String title, int playing_time, boolean got_it, String comment) {
   	super();
   	this.title = title;
   	this.playing_time = playing_time;
   	this.got_it = got_it;
   	this.comment = comment;
   }

   public void print() {
   	System.out.print(title);
   }

}

现在他们几个类编程如下关系，database不再直接和CD、DVD联系。 一文讲清楚Java面向对象的继承关系 继承可以使用 extends 和 implements 这两个关键字来实现继承，而且所有的类都是继承于 java.lang.Object，当一个类没有继承的两个关键字，则默认继承object（这个类在 java.lang 包中，所以不需要 import）祖先类。

extends关键字

  • 在 Java 中，类的继承是单一继承，也就是说，一个子类只能拥有一个父类，所以 extends 只能继承一个类。
  • 继承的使用方式 
    class 父类 {
}
 
class 子类 extends 父类 {
}

implements关键字

  • 使用 implements关键字可以变相的使java具有多继承的特性，使用范围为类继承接口的情况，可以同时继承多个接口（接口跟接口之间采用逗号分隔） 
    public interface A {
public void eat();
public void sleep();
}
 
public interface B {
    public void show();
}
 
public class C implements A,B {
}

继承类型

==需要注意的是 Java 不支持多继承，但支持多重继承。==

一文讲清楚Java面向对象的继承关系

继承的特性

  1. 子类拥有父类非 private 的属性、方法。
  2. 子类可以拥有自己的属性和方法，即子类可以对父类进行扩展。
  3. 子类可以用自己的方式实现父类的方法。
  4. Java 的继承是单继承，但是可以多重继承，单继承就是一个子类只能继承一个父类，多重继承就是，例如 B 类继承 A 类，C 类继承 B 类，所以按照关系就是 B 类是 C 类的父类，A 类是 B 类的父类，这是 Java 继承区别于 C++ 继承的一个特性。
  5. 提高了类之间的耦合性（继承的缺点，耦合度高就会造成代码之间的联系越紧密，代码独立性越差）。

4.2 子类父类关系

对理解继承来说，最重要的事情是，知道哪些东西被继承了，或者说，子类从父类那里得到了什么。答案是：所有的东西，所有的父类的成员，包括变量和方法，都成为了子类的成员，除了构造方法。构造方法是父类所独有的，因为它们的名字就是类的名字，所以父类的构造方法在子类中不存在。除此之外，子类继承得到了父类所有的成员。

但是得到不等于可以随便使用。每个成员有不同的访问属性，子类继承得到了父类所有的成员，但是不同的访问属性使得子类在使用这些成员时有所不同：有些父类的成员直接成为子类的对外的界面，有些则被深深地隐藏起来，即使子类自己也不能直接访问。下表列出了不同访问属性的父类成员在子类中的访问属性：

父类成员访问属性在父类中的含义在子类中的含义
public对所有人开放对所有人开放
protected只有包内其它类、自己和子类可以访问只有包内其它类、自己和子类可以访问
缺省只有包内其它类可以访问如果子类与父类在同一个包内：只有包内其它类可以访问，否则：相当于private，不能访问
private只有自己可以访问不能访问

public的成员直接成为子类的public的成员，protected的成员也直接成为子类的protected的成员。Java的protected的意思是包内和子类可访问，所以它比缺省的访问属性要宽一些。而对于父类的缺省的未定义访问属性的成员来说，他们是在父类所在的包内可见，如果子类不属于父类的包，那么在子类里面，这些缺省属性的成员和private的成员是一样的：不可见。父类的private的成员在子类里仍然是存在的，只是子类中不能直接访问。我们不可以在子类中重新定义继承得到的成员的访问属性。如果我们试图重新定义一个在父类中已经存在的成员变量，那么我们是在定义一个与父类的成员变量完全无关的变量，在子类中我们可以访问这个定义在子类中的变量，在父类的方法中访问父类的那个。尽管它们同名但是互不影响。

在构造一个子类的对象时，父类的构造方法也是会被调用的，而且父类的构造方法在子类的构造方法之前被调用。在程序运行过程中，子类对象的一部分空间存放的是父类对象。因为子类从父类得到继承，在子类对象初始化过程中可能会使用到父类的成员。所以父类的空间正是要先被初始化的，然后子类的空间才得到初始化。在这个过程中，如果父类的构造方法需要参数，如何传递参数就很重要了。

super关键字

  • 我们可以通过super关键字来实现对父类成员的访问，用来引用当前对象的父类。
class Animal {
  void eat() {
    System.out.println("animal : eat");
  }
}
 
class Dog extends Animal {
  void eat() {
    System.out.println("dog : eat");
  }
  void eatTest() {
    this.eat();   // this 调用自己的方法
    super.eat();  // super 调用父类方法
  }
}
 
public class Test {
  public static void main(String[] args) {
    Animal a = new Animal();
    a.eat();
    Dog d = new Dog();
    d.eatTest();
  }
}

输出结果：

animal : eat
dog : eat
animal : eat
  • 子类是不继承父类的构造器（构造方法或者构造函数）的，它只是调用（隐式或显式）。如果父类的构造器带有参数，则必须在子类的构造器中显式地通过 super 关键字调用父类的构造器并配以适当的参数列表。如果父类构造器没有参数，则在子类的构造器中不需要使用 super 关键字调用父类构造器，系统会自动调用父类的无参构造器。 
    public class Item {
	private String title;
	public Item() {
		
	}
	public Item(String title, int playing_time, boolean got_it, String comment) {
		super();
		this.title = title;
		this.playing_time = playing_time;
		this.got_it = got_it;
		this.comment = comment;
	}

	public void print() {
		System.out.print(title);
	}

}

public class CD extends Item{

	public CD(String title, String artist, int num_of_tracks, int playing_time, String comment) {
//		super();
		super( title, playing_time, false, comment);
//		this.title = title;
		this.artist = artist;
		this.num_of_tracks = num_of_tracks;
	}
}
转载自:https://juejin.cn/post/7124975524987797535
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