继承

I. 继承概述

1. 什么是继承
子类继承父类的特征和行为，使得子类具有父类的各种属性和方法。或子类从父类继承方法，使得子类具有父类相同的行为。
继承的特点：
* 在继承关系中，父类更通用、子类更具体。父类具有更一般的特征和行为，而子类除了具有父类的特征和行为，还具有一些自己特殊的特征和行为。
* 在继承关系中。父类和子类需要满足is-a的关系。子类是父类。

2. 为什么要继承
使用继承可以有效实现代码复用，避免重复代码的出现。当两个类具有相同的特征（属性）和行为（方法）时，可以将相同的部分抽取出来放到一个类中作为父类，其它两个类继承这个父类。

3.如何实现继承
在Java中，用extends关键字来表示一个类继承了另一个类。在父类中只定义一些通用的属性和方法。子类继承父类的属性和方法，子类中可以定义特定的属性和方法。或子类重新定义父类的属性、重写父类的方法可以获得与父类不同的功能。

接下来以一个例子来说明：

/**
 * 继承的演示：
 * 工人和学生都是人，
 * 他们有共同的属性：年龄和姓名
 *     有共同的行为：吃饭
 * 他们还有各自特有的属性：工人有公司
 *                      学生有学校
 *        各自特有的行为：工人工作
 *                      学生学习
 */

/**
* @Date: 2017/11/11
* @Time: 下午9:02
* @Description: 父类
*/
class Person {
    String name;
    int age;
    void eat() {
        System.out.println("人可以吃饭");
    }
}

/**
* @Date: 2017/11/11
* @Time: 下午9:08
* @Description: 学生类
*/
class Student extends Person {
    String school;
    void study() {
        System.out.println("学生学习");
    }
}

/**
* @Date: 2017/11/11
* @Time: 下午9:09
* @Description: 工人类
*/
class Worker extends Person {
    String company;
    void work() {
        System.out.println("工人工作");
    }
}

/**
 * @Author: 落脚丶
 * @Date: 2017/11/11
 * @Time: 下午9:02
 * @Description: 继承演示
 */
public class InheritanceDemo {
    public static void main(String[] args) {
        Student student = new Student();
        student.age = 20; // 具有父类的属性年龄
        student.name = "Jean"; // 具有父类的属性姓名
        student.school = "No1 Middle School"; // 子类独有的属性
        System.out.println(
                "学生的年龄：" + student.age + "\n" +
                "学生的姓名：" + student.name +"\n" +
                "学生所在学校：" + student.school
        );
        student.eat(); // 调用父类的方法
        student.study(); // 调用子类特有方法
    }
}
/**
 * Output
 * 学生的年龄：20
 * 学生的姓名：Jean
 * 学生所在学校：No1 Middle School
 * 人可以吃饭
 * 学生学习
 */

上面仅仅是继承的基本概念，下面我们再来探究一下继承的细节。

II. 继承的细节

单继承与多重继承
Java支持单继承，不直接支持多继承。即，一个子类只能有一个直接父类，不能有多个直接父类。

class A {
    void show() {
        System.out.println("a");
    }
}
class B {
    void show() {
        System.out.println("b");
    }
}
class C extends A,B {}

上面这中情况是不允许的，我们也很容易能看出来如果可以这么做带来的问题：如果类C同时继承了类A和类B，那么当C调用show()方法时，就会出现不确定性。

Java支持多重继承，即下面的情况是被允许的。

class A {}

class B extends A {}

class C extends B {}

成员变量

由第一个例子我们可以知道，子类继承了父类的成员变量，并且可以直接使用。子类还可以定义自己的成员变量。不过，这里会出现一个特殊的情况：子父类中有同名的成员变量。
看下面的例子：

class A {
    int tem = 1;
    int num = 4;
}

class B extends A {
    int num = 5;
    void show() {
        System.out.println("num = " + num + "\n" +
                "tem = " + tem
        );
    }
}

public class InheritanceDemo {
    public static void main(String[] args) {
        B b = new B();
        b.show();
    }
}
/**
 * Output
 * num = 5
 * tem = 1
 */

由上面例子可以看出，子类B的对象调用show方法时，输出num = 5；首先我们要明确的一点是虽然子类和父类中都有变量num，但是它们不是同一个变量。所以，并不是子类的num重新定义的了父类num的值。这涉及到作用域的问题，子类优先调用子类的变量。如果子类和父类中有同名的变量，我们还想调用父类的变量，可以使用super关键字。

class A {
    int tem = 1;
    int num = 4;
}

class B extends A {
    int num = 5;
    void show() {
        System.out.println("num = " + super.num + "\n" +
                "tem = " + tem
        );
    }
}

public class InheritanceDemo1 {
    public static void main(String[] args) {
        B b = new B();
        b.show();
    }
}
/**
 * Output
 * num = 4
 * tem = 1
 */

这样，就可以使用父类的成员变量了。

成员方法
正常情况下，子类可以调用从父类中继承的方法。

class A {
    void show1() {
        System.out.println("A show() run");
    }
}

class B extends A {
    void show2() {
        System.out.println("B show() run");
    }
}

public class InheritanceDemo {
    public static void main(String[] args) {
        B b = new B();
        b.show1();
        b.show2();
    }
}
/**
 * Output
 * A show() run
 * B show() run
 */

我们现在重点要说的是当子父类中出现相同的方法时，这时就是出现重写（override）。（也称覆盖或覆写，因为这时父类的方法不能再由子类对象通过“.”运算符直接被调用，就像被覆盖了一样。）
方法的重写有三点需要注意：

在子类中可以根据需要对从基类中继承来的方法进行重写。
重写的方法和被重写的方法必须具有相同方法名称、参数列表和返回类型。
重写方法不能使用比被重写的方法更严格的访问权限。

接下来我们依次说明一下这三点。
第一点说明当我们继承父类的方法时，发现父类的方法不能满足我们的要求，我们可以在子类中对父类的方法进行重写。即在子类中写一个和父类一模一样的方法。这里需要注意的一点是，这个方法必须时从父类继承过来的。

class A {
    private void show() {
        System.out.println("A show() run");
    }
}

class B extends A {
    public void show() {
        System.out.println("B show() run");
    }
}

public class InheritanceDemo {
    public static void main(String[] args) {
        B b = new B();
        b.show();
    }
}
/**
 * Output
 * B show() run
 */

我们知道，当方法声明为private权限时，是不能被子类继承的。上面的情况，子类并未从父类中继承show()方法，所以该情况不是重写。

第二点就是我之前讲的，必须是同一个方法。不光要有相同的方法名，还要有相同的参数列表。满足这两个要求的情况下，返回值类型不一样本身在Java中就是不被允许的。所以，同一个函数必须满足这三个要求。

class A {
    public void show(int num) {
        System.out.println("A show() run" + num);
    }
}

class B extends A {
    public void show() {
        System.out.println("B show() run");
    }
}

public class InheritanceDemo {
    public static void main(String[] args) {
        int a = 0;
        B b = new B();
        b.show(a);
        b.show();
    }
}
/**
 * Output
 * A show() run0
 * B show() run
 */

上面这种情况并没有发生重写，可以看到，对象b依然可以调用父类的show方法。

第三点，重写函数的权限不能比父类中的权限更严格。

class A {
    public void show() {
        System.out.println("A show() run");
    }
}

class B extends A {
    void show() {
        System.out.println("B show() run");
    }
}

public class InheritanceDemo1 {
    public static void main(String[] args) {
        B b = new B();
        b.show();
    }
}

即上面这种情况是不能被允许的。编译器被报错：

那么如果我们还需要调用父类的show方法，可以在子类中通过super调用。

class A {
    public void show() {
        System.out.println("A show() run");
    }
}

class B extends A {
    public void show() {
        super.show();
        System.out.println("B show() run");
    }

}

public class InheritanceDemo1 {
    public static void main(String[] args) {
        B b = new B();
        b.show();
    }
}
/**
 * A show() run
 * B show() run
 */

构造方法
先看一个简单的例子：

class A {
    A() {
        System.out.println("A is running");
    }
}

class B extends A {
    B() {
        System.out.println("B is running");
    }
}

public class InheritanceDemo1 {
    public static void main(String[] args) {
        B b = new B();
    }
}
/**
 * A is running
 * B is running
 */

我们可以看出，当我们初始化子类对象时，父类的构造方法也会被调用。这是为什么呢？原来，在子类的构造方法（不管有没有参数）中会隐式调用父类的空参构造方法。即，实际情况是这样的

class B extends A {
    B() {
        super();
        System.out.println("B is running");
    }
}

super();

该语句写不写都是存在的。此处需要注意的是，默认调用的是父类的空参构造方法，如果父类中没有空参构造方法就会报错。即，下面这种情况是不被允许的。

class A {
    A(int a) {
        System.out.println("A is running");
    }
}

class B extends A {
    B() {
        System.out.println("B is running");
    }
}

public class InheritanceDemo1 {
    public static void main(String[] args) {
        B b = new B();
    }
}

其实这也是很容易理解的，子类构造之前为什么要先调用父类的构造方法呢？因为，子类要继承父类的成员，所以在继承之前，应当对父类先初始化。这样我们就明白了，子类构造之前，一定是要先构造父类的。只是在默认情况下调用了空参构造。其实在更多的情况下，应该是由人为指定的。并且super语句必须放在第一行。如果子类的一个构造方法中使用了this语句调用其他构造方法，此时该构造函数中super语句就没有了。

class A {
    A(int a) {
        System.out.println("A is running" + a);
    }
}

class B extends A {
    B() {
        super(4);
        System.out.println("B is running");
    }
}

public class InheritanceDemo1 {
    public static void main(String[] args) {
        B b = new B();
    }
}
/**
 * A is running4
 * B is running
 */

子类实例化过程
我们先来看下面这个例子

class A {
    A() {
        show();
    }
    void show() {
        System.out.println("A show");
    }
}

class B extends A {
    int num = 8;
    B() {
        super();
        System.out.println("B constructor..." + num);
    }
    void show() {
        System.out.println("B show..." + num);
    }
}

public class InheritanceDemo1 {
    public static void main(String[] args) {
        B b = new B();
        b.show();
    }
}
/**
 * Output
 * B show...0
 * B constructor...8
 * B show...8
 */

这个结果时有的人可能会很奇怪，那我们就来分析一下实例化的过程。
当new一个B的对象时：

首先会隐式（默认）初始化num = 0；
然后调用B的构造方法B()；
进入构造方法后，首先执行super()，即调用父类构造方法；
父类（其实也有父类Object这里先忽略）的构造方法调用show()方法，注意这个show()方法是子类的show()方法。因为整个过程的主体是子类，调用时，子类的show()方法重写了父类的show()方法。所以会出现第一个输出的结果；
当父类的构造方法结束后，接着对子类的变量进行显式初始化，此时num = 8；
然后构造方法中再输出num的时候买就会出现第二句输出的情况。

final关键字与继承
当用final修饰一个类时，表明这个类不能被继承。也就是说，如果一个类你永远不会让它被继承，就可以用final进行修饰。final类中的成员变量可以根据需要设为final，但是要注意final类中的所有成员方法都会被隐式地指定为final方法。

最后编辑于：2017.12.11 14:18:56

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