【Java】面向对象之继承

多个类中存在相同属性和行为时，将这些内容抽取到单独一个类中，那么多个类无需再定义这些属性和行为，只要继承那一个类即可。其中如图中所示，食草动物、食肉动物、兔子、羊、狮子、豹都可以称为子类，动物类称为父类、超类（superclass）或者基类。

继承描述的是事物之间的所属关系。例如，图中兔子属于食草动物，食草动物属于动物。可见，父类更通用，子类更具体。我们通过继承，可以使多种事物之间形成一种关系体系。

继承：就是子类继承父类的属性和行为，使得子类对象具有与父类相同的属性、相同的行为。子类可以直接访问父类中的非私有的属性和行为。

继承的格式

通过 extends 关键字，可以声明一个子类继承另外一个父类，定义格式如下：

修饰符 class 父类 {
　　...
}

修饰符 class 子类 extends 父类 {
　　...
}

来一个例子：

// 父类
public class Animal {
    String name;
    public void eat(){
        System.out.println("肚子饿了都要吃东西");
    }
}

// 子类继承父类
public class Lion extends Animal{
    public void printName(){
        System.out.println("名字："+ name);
    }
}

// 测试类
public class Demo {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建一个狮子类对象
        Lion lion = new Lion();
        // 为该Lion类的name属性进行赋值
        lion.name = "狮子王";
        // 调用该Lion类的printName()方法
        lion.printName(); // 名字：狮子王
        // 调用从Animal类继承来的eat()方法
        lion.eat(); // 肚子饿了都要吃东西
    }
}

通过上面代码我们可以看出用继承的方式可以 提高代码的复用性。同时类与类之间产生了关系，是多态的前提，这个在接下来的章节说明。

继承后的特点

当类之间产生了关系后，其中各类中的成员变量和成员方法会产生了哪些影响呢？

一、成员变量

1、成员变量不重名

如果子类父类中出现不重名的成员变量，这时的访问是没有影响的。

public class Fu {
    // Fu中的成员变量。
    int numFu = 10;
}

public class Zi extends Fu {
    // Zi中的成员变量
    int numZi = 20;
    // Zi中的成员方法
    public void show() {
    　　// 访问父类中的numFu，继承而来可以直接访问
    　　System.out.println("Fu numFu="+numFu);
    　　// 访问子类中的numZi
    　　System.out.println("Zi numZi="+numZi);
　　}
}

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

演示结果：
Fu num1 = 10
Zi num2 = 20        

2、成员变量重名

public class Fu {

    int numFu = 10;

    int num = 100;

    public void methodFu() {
        System.out.println(num);
    }

}

public class Zi extends Fu {

    int numZi = 20;

    int num = 200;

    public void methodZi() {
        System.out.println(num);
    }

}

public class Demo {

    public static void main(String[] args) {
        Fu fu = new Fu();
        System.out.println(fu.numFu); //

        Zi zi = new Zi();
        System.out.println(zi.numFu); //
        System.out.println(zi.numZi);  // 20

        // 直接通过子类对象访问成员变量：等号左边是谁，就优先用谁，没有则向上找。
        System.out.println(zi.num); // 优先子类，200
        System.out.println(zi.abc); // 到处都没有，编译报错！

        //间接通过成员方法访问成员变量：该方法属于谁，就优先用谁，没有则向上找。
        zi.methodZi(); // 200， 这个方法是子类的，优先用子类的没有再向上找
        zi.methodFu(); // 100，这个方法是在父类当中定义的，
    }

}

从上面代码来看，想用父类的num值又怎么办呢？

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，修饰父类成员变量，类似于之前学过的 this 。

使用格式：super.父类成员变量名

因此子类的代码可以写为：

public class Zi extends Fu {// Zi中的成员方法
    public void show() {
        System.out.println("Fu num="+super.num);
        System.out.println("Zi num="+num);
    }
}

演示结果：
Fu num = 100
Zi num = 200

注意事项：

　　（1）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。通常编码时，我们遵循封装的原则，使用private修饰成员变量，那么如何访问父类的私有成员变量呢？

　　答案是可以在父类中提供公共的getter方法和setter方法。

　　（2）局部变量： 直接写成员变量名

　　（3）本类的成员变量： this.成员变量名

　　（4）父类的成员变量： super.成员变量名

因此子类的代码又可以修改为：

public class Zi extends Fu {// Zi中的成员方法
    public void show() {
        int innerNum = 10; // 局部变量
        System.out.println("Fu num="+super.num);
        System.out.println("Zi num="+this.num);
        System.out.println("innerNum="+innerNum);
    }
}

二、成员方法

1、成员方法不重名

public class Fu {

    public void methodFu() {
        System.out.println("父类方法执行！");
    }

}

public class Zi extends Fu {

    public void methodZi() {
        System.out.println("子类方法执行！");
    }

}

public class Demo {
    public static void main(String[] args) {

        Zi zi = new Zi();

        zi.methodFu();
        zi.methodZi();
    }
}

运行结果：
父类方法执行！
子类方法执行！

如果子类父类中出现不重名的成员方法，这时的调用是没有影响的。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。

2、成员方法重名

先来一波代码：

public class Fu {

    public void methodFu() {
        System.out.println("父类方法执行！");
    }

    public void method() {
        System.out.println("父类：重名方法执行！");
    }

}

public class Zi extends Fu {

    public void methodZi() {
        System.out.println("子类方法执行！");
    }

    public void method() {
        System.out.println("子类：重名方法执行！");
    }

}

public class Demo01ExtendsMethod {

    public static void main(String[] args) {
        Zi zi = new Zi();
        zi.method(); // 子类：重名方法执行！
    }

}

上述代码中因为子类又method成员方法，所以执行了子类的method方法。其实跟之前的重名的成员变量类似：看子类有没有，没有就向父类查找。

重写

其实如果子类父类中出现重名的成员方法，这时的访问是一种特殊情况，叫做方法重写 (Override)。

方法重写 ：子类中出现与父类一模一样的方法时（返回值类型、方法名、参数列表都相同）会出现覆盖效果，也称为重写或者复写。声明不变，重新实现。

注意区分重写（Override）和重载（Overload）:

重写（Override）：方法的名称一样，参数列表【也一样】。

重载（Overload）：方法的名称一样，参数列表【不一样】。

更优雅的覆盖重写的方式：

public class Fu {

    public void methodFu() {
        System.out.println("父类方法执行！");
    }

    public void method() {
        System.out.println("父类：重名方法执行！");
    }

}

public class Zi extends Fu {

    public void methodZi() {
        System.out.println("子类方法执行！");
    }

    @Override
    public void method() {
        System.out.println("子类：重名方法执行！");
    }

}

方法覆盖重写的注意事项：

（1） 必须保证父子类之间方法的名称相同，参数列表也相同。

@Override：写在方法前面，用来检测是不是有效的正确覆盖重写。这个注解就算不写，只要满足要求也是正确的方法覆盖重写。

（2）子类方法的返回值必须【小于等于】父类方法的返回值范围。

（3）子类方法的权限必须【大于等于】父类方法的权限修饰符。

public > protected > (default) > private，实例代码如下：

public class Fu {
    // 没写权限修饰符，就是default
    void method(){
        System.out.println("父类成员方法！");
    }

}

public class Zi extends Fu{

    @Override
    public void method(){
        System.out.println("子类成员方法！");
    }

}

（4）用到 super.父类成员方法()，表示调用父类的成员方法，如：

public class Zi extends Fu {

    public void methodZi() {
        System.out.println("子类方法执行！");
    }

    public void method() {
        super.method();
    }

}

 三、构造方法

当类之间产生了关系，其中各类中的构造方法，又产生了哪些影响呢？

构造方法的作用是初始化成员变量的。所以子类的初始化过程中，必须先执行父类的初始化动作。子类的构造方法中默认有一个 super() ，表示调用父类的构造方法，父类成员变量初始化后，才可以给子类使用。代码如下：

public class Fu {

    public Fu() {
        System.out.println("父类无参构造方法！");
    }

    public Fu(int num) {
        System.out.println("父类有参构造方法！");
    }

}

public class Zi extends Fu {

    public Zi() {
        super(); // 在调用父类无参构造方法
        System.out.println("子类无参构造方法！");
    }

}

public class Demo {

    public static void main(String[] args) {
        new Zi();
    }

}

运行结果：
父类无参构造方法！
子类无参构造方法！

继承关系中，父子类构造方法的访问特点：

（1）子类构造方法当中有一个默认隐含的“super()”调用，所以一定是先调用的父类构造后执行的子类构造。看代码：

public class Fu {
    public Fu(){
        System.out.println("父类无参构造方法！");
    }
    public Fu(int num){
        System.out.println("父类有参构造方法！");
    }
}

public class Zi extends Fu{
    public Zi(){
        System.out.println("子类无参构造方法！");
    }
}

public class Demo {
    public static void main(String[] args) {
        new Zi();
    }
}

运行结果：

父类无参构造方法！
子类无参构造方法！

（2）子类构造可以通过super关键字来调用父类重载构造。

（3）super的父类构造调用，必须是子类构造方法的第一个语句。不能一个子类构造调用多次super构造。代码如下：

public class Zi extends Fu{
    public Zi(){
        System.out.println("子类无参构造方法！");
    }
    public void method(){
        // 错误写法，写在了子类成员方法中
        super(200)
        System.out.println("子类成员方法！");
    }
}

或者

public class Zi extends Fu{
    public Zi(){
        // 错误写法，存在了两个super
        super();
        super(200);
        System.out.println("子类无参构造方法！");
    }
}

或者

public class Zi extends Fu{
    public Zi(){
        System.out.println("子类无参构造方法！");
        // 错误写法，super应该写在第一个语句
        super(200);
    }
}

因此，子类必须调用父类构造方法，不写则赠送super()；写了则用写的指定的super调用，super只能有一个，还必须是第一个。

四、super和this

父类空间优先于子类对象产生

在每次创建子类对象时，先初始化父类空间，再创建其子类对象本身。目的在于子类对象中包含了其对应的父类空间，便可以包含其父类的成员，如果父类成员非private修饰，则子类可以随意使用父类成员。代码体现在子类的构造方法调用时，一定先调用父类的构造方法。理解图解如下：

1、super和this的含义

super ：代表父类的存储空间标识(可以理解为父亲的引用)。
this ：代表当前对象的引用(谁调用就代表谁)。

2、super和this的用法

（1）访问成员

this.成员变量 ‐‐ 本类的

super.成员变量 ‐‐ 父类的

this.成员方法名() ‐‐ 本类的

super.成员方法名()  --  父类的

（2）访问构造方法

this(...) ‐‐ 本类的构造方法
super(...) ‐‐ 父类的构造方法

五、继承的特点

1、Java只支持单继承，不支持多继承

//一个类只能有一个父类，不可以有多个父类。
class C extends A{} //ok
class C extends A，B... //error

2、Java支持多层继承(继承体系)

class A{}
class B extends A{}
class C extends B{}

顶层父类是Object类。所有的类默认继承Object，作为父类。并且子类和父类是一种相对的概念。