什么是继承?继承的特点?继承的好处?

引入

假如现在需要你开发一个教务管理系统中一个最基础的功能————存储学生和教职工的身份信息,你会怎么做?你的做法可能是这样的:
分别创建学生类、教师类和工人类,即

1
2
3
学生类:属性(姓名,年龄,学工号)、行为(吃饭,睡觉,学习)
老师类:属性(姓名,年龄,学工号,薪水)、行为(吃饭、睡觉,上课)
工人类:属性(姓名,年龄,学工号,薪水)、行为(吃饭、睡觉,管理)

很明显,如果这样去设计教务管理系统,这三个类中有着大量重复的代码,这样就导致系统的代码复用率低,整个系统显得臃肿笨重。那么应该如何去解决这样的问题呢?
假如多个类中存在相同属性和行为时,我们可以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。如图所示:

其中,多个类可以称为子类,单独被继承的那一个类称为父类、超类(superclass)或者基类。

继承的概念

继承描述的是事物之间的所属关系,这种关系是:is-a 的关系。类似于数学中的集合A属于集合B,表示集合A是集合B的子集,在这里我们用父类和子类来表示这样的继承关系,我们通过继承,可以使多种事物之间形成一种关系体系。这里引出了继承的概念,
继承:就是子类继承父类的属性和行为,使得子类对象可以直接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。

继承的特点

Java只支持单继承,不支持多继承。

1
2
3
4
5
// 一个类只能有一个父类,不可以有多个父类。
class A {}
class B {}
class C1 extends A {} // ok
// class C2 extends A, B {} // error
1
2
3
4
5
一个类可以有多个子类。
// A可以有多个子类
class A {}
class C1 extends A {}
class C2 extends A {}
1
2
3
4
可以多层继承。
class A {}
class C1 extends A {}
class D extends C1 {}

顶层父类是Object类。所有的类默认继承Object,作为父类。

继承的好处

回想刚刚的问题以及继承的概念,我们可以总结出继承的好处:
1、提高了代码的复用性,避免代码的臃肿和冗余。
2、使类与类之间产生了关系

继承的格式

1
2
3
4
5
6
class 父类(){
共用的属性和行为
}
class 子类 extends 父类(){
子类独有的属性和行为
}

需要注意:Java是单继承的,一个类只能继承一个直接父类,跟现实世界很像,但是Java中的子类是更加强大的。

子类能从父类继承到什么?

并不是父类的所有内容都可以给子类继承的:
子类不能继承父类的构造方法。
值得注意的是子类可以继承父类的私有成员(成员变量,方法),只是子类无法直接访问而已,可以通过getter/setter方法访问父类的private成员变量。

成员变量继承的访问特点

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
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;
//int num=6;
// Zi中的成员方法
public void show() {
// 访问父类中的num
System.out.println("Fu num="+num); // 继承而来,所以直接访问。
// 访问子类中的num2
System.out.println("Zi num2="+num2);
}
}
class Demo04 {
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();
}
}

成员变量不重名

对于上面的代码,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。

1
2
3
代码运行结果:
Fu num = 5
Zi num2 = 6

成员变量重名

对于上面的代码,如果子类父类中出现重名的成员变量,即子类里的num2改为num,这时的访问是有影响的。

1
2
3
代码运行结果:
Fu num = 6
Zi num2 = 6

子父类中出现了同名的成员变量时,子类会优先访问自己对象中的成员变量。如果此时想访问父类成员变量如何解决呢?我们可以使用super关键字。

super访问父类成员变量

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 。
需要注意的是:super代表的是父类对象的引用,this代表的是当前对象的引用。
使用格式:

1
super.父类成员变量名

上面的那段代码我们只对show方法进行修改:

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
public void show() {
int num = 1;

// 访问方法中的num
System.out.println("method num=" + num);
// 访问子类中的num
System.out.println("Zi num=" + this.num);
// 访问父类中的num
System.out.println("Fu num=" + super.num);
}
1
2
3
4
代码运行结果
method num=1
Zi num=6
Fu num=5

成员方法继承的访问特点

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
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 void show() {
System.out.println("Zi类中的show方法执行");
}
}
public class Demo05 {
public static void main(String[] args) {
Zi z = new Zi();
//子类中没有show方法,但是可以找到父类方法去执行
z.show();
z.show2();
}
}
运行结果
Zi类中的show方法执行
Zi类中的show2方法执行

成员方法不重名

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。

成员方法重名

如果子类父类中出现重名的成员方法,则创建子类对象调用该方法的时候,子类对象会优先调用自己的方法。

方法重写

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,方法名和参数列表都相同),会出现覆盖效果,也称为重写或者复写。声明不变,重新实现。
使用场景 :发生在子父类之间的关系。子类继承了父类的方法,但是子类觉得父类的这方法不足以满足自己的需求,子类重新写了一个与父类同名的方法,以便覆盖父类的该方法。

@Override重写注解

@Override:注解,重写注解校验!
这个注解标记的方法,就说明这个方法必须是重写父类的方法,否则编译阶段报错。
建议重写都加上这个注解,一方面可以提高代码的可读性,一方面可以防止重写出错!

注意事项

方法重写是发生在子父类之间的关系。
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。
子类方法覆盖父类方法,返回值类型、函数名和参数列表都要一模一样。

构造方法继承的特点

在学习构造方法继承的特点时,我们需要回忆一下构造方法的的定义和作用:

构造方法的名字是与类名一致的。所以子类是无法继承父类构造方法的。
构造方法的作用是初始化对象成员变量数据的。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。(先有爸爸,才能有儿子)

由此我们可以得出继承后子类构方法器特点:子类所有构造方法的第一行都会默认先调用父类的无参构造方法
以下面的这段代码为例:

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
class Person {
private String name;
private int age;

public Person() {
System.out.println("父类无参");
}

// getter/setter省略
}

class Student extends Person {
private double score;

public Student() {
//super(); // 调用父类无参,默认就存在,可以不写,必须再第一行
System.out.println("子类无参");
}

public Student(double score) {
//super(); // 调用父类无参,默认就存在,可以不写,必须再第一行
this.score = score;
System.out.println("子类有参");
}

}

public class Demo07 {
public static void main(String[] args) {
Student s1 = new Student();
System.out.println("----------");
Student s2 = new Student(99.9);
}
}

输出结果:
父类无参
子类无参
----------
父类无参
子类有参

总结

子类构造方法执行的时候,都会在第一行默认先调用父类无参数构造方法一次。
子类构造方法的第一行都隐含了一个**super()**去调用父类无参数构造方法,**super()**可以省略不写。

super(…)和this(…)

对于下面的这段代码,我们发现,子类有参数构造方法只是初始化了自己对象中的成员变量score,而父类中的成员变量name和age依然是没有数据的,怎么解决这个问题呢,我们可以借助与super(…)去调用父类构造方法,以便初始化继承自父类对象的name和age.

1
2
3
4
5
6
7
8
9
public class Demo07 {
public static void main(String[] args) {
// 调用子类有参数构造方法
Student s2 = new Student(99.9);
System.out.println(s2.getScore()); // 99.9
System.out.println(s2.getName()); // 输出 null
System.out.println(s2.getAge()); // 输出 0
}
}

super和this的用法格式

1
2
3
4
5
6
7
8
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

super(...) -- 调用父类的构造方法,根据参数匹配确认
this(...) -- 调用本类的其他构造方法,根据参数匹配确认

super(…)用法演示

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
class Person {
private String name ="凤姐";
private int age = 20;

public Person() {
System.out.println("父类无参");
}

public Person(String name , int age){
this.name = name ;
this.age = age ;
}

// getter/setter省略
}

class Student extends Person {
private double score = 100;

public Student() {
//super(); // 调用父类无参构造方法,默认就存在,可以不写,必须再第一行
System.out.println("子类无参");
}

public Student(String name , int age,double score) {
super(name ,age);// 调用父类有参构造方法Person(String name , int age)初始化name和age
this.score = score;
System.out.println("子类有参");
}
// getter/setter省略
}

public class Demo07 {
public static void main(String[] args) {
// 调用子类有参数构造方法
Student s2 = new Student("张三"2099);
System.out.println(s2.getScore()); // 99
System.out.println(s2.getName()); // 输出 张三
System.out.println(s2.getAge()); // 输出 20
}
}

注意:
子类的每个构造方法中均有默认的super(),调用父类的空参构造。手动调用父类构造会覆盖默认的super()。
super() 和 this() 都必须是在构造方法的第一行,所以不能同时出现。
super(…)是根据参数去确定调用父类哪个构造方法的。

this(…)用法演示

this(…):
默认是去找本类中的其他构造方法,根据参数来确定具体调用哪一个构造方法。
为了借用其他构造方法的功能。

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
package com.itheima._08;
public class ThisDemo01 {
public static void main(String[] args) {
Student xuGan = new Student();
System.out.println(xuGan.getName()); // 输出:徐干
System.out.println(xuGan.getAge());// 输出:21
System.out.println(xuGan.getSex());// 输出: 男
}
}

class Student{
private String name ;
private int age ;
private char sex ;

public Student() {
// 很弱,我的兄弟很牛逼啊,我可以调用其他构造方法:Student(String name, int age, char sex)
this("徐干",21,'男');
}

public Student(String name, int age, char sex) {
this.name = name ;
this.age = age ;
this.sex = sex ;
}

public String getName() {
return name;
}

public void setName(String name) {
this.name = name;
}

public int getAge() {
return age;
}

public void setAge(int age) {
this.age = age;
}

public char getSex() {
return sex;
}

public void setSex(char sex) {
this.sex = sex;
}
}

总结

子类的每个构造方法中均有默认的super(),调用父类的空参构造。手动调用父类构造会覆盖默认的super()。
super() 和 this() 都必须是在构造方法的第一行,所以不能同时出现。
super(…)和this(…)是根据参数去确定调用父类哪个构造方法的。
super(…)可以调用父类构造方法初始化继承自父类的成员变量的数据。
this(…)可以调用本类中的其他构造方法。

最后的话

现在关于面向对象的特性——继承的所有知识点都学习和总结了,接下来开始总结面向对象最后一个特性多态的学习内容。最后感谢您的查阅!!!