高清版21天学通JAVA第八天

第8章 继承

· 经过了前面学习，对面向对象有了一定的认识，下面开始学习面 向对象的一个重要的概念——继承。在此基础上讨论重写、重载 、重写与重载之间的区别，以及多态和如何灵活运用final、 abstract等概念，因此学好这些概念是灵活运用多态的基石。通 过本章的学习，读者应该能够完成如下几个目标。 · 了解什么是继承和继承如何使用。 · 掌握声明成员变量的修饰符。 · 熟练掌握方法的重写和重载。 · 了解枚举、反射和泛型等热门技术。

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8.1 什么是继承

· 在日常生活中，经常遇到如下问题。有一辆自行车，自行车有颜色和型号大小之

分，而公路赛车也有颜色和型号大小之分，公路赛车多了一项速度的优势。自行 车有的东西公路赛车全都有，而公路赛车有的东西自行车不一定有，它们相同地 方有很多。在Java中，对于这种情况下就采用继承来完成这个功能。【范例8-1】 通过示例代码8-1来理解什么是继承。示例代码8-1 · 01 //这是一个类，表述的是一个自行车 · 02 public class bike · 03 { · 04 public String color; //自行车的颜色 · 05 public int size; //自行车的大小,即型号 · 06 } · 07 · 08 //这是一个类，表述的是一个公路赛类 · 09 pubic class racing_cycle · 10 { · 11 public String color; //自行车的颜色

· 12 public int size; //自行车的大小,即型号 · 13 public String speed; //公路赛车的速度 · 14 }

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下面就来使用继承来简化上面的程序。

· · · · · · · · · · · ·

01 //这是一个类，表述的是一个自行车 02 public class bike 03 {

04 public String color; //自行车的颜色 05 public int size; //自行车的大小，即型号 06 }

07 //这是一个类，表述的是一个公路赛车，它继承于自行车 08 pubic class racing_cycle extends bike 09 {

10 public String speed; //公路赛车的速度 11 }

继承是为了让代码重复使用，提高效率，在此基础上衍生出更多的新类 。继承是面向对象编程的特点，没有继承就不是面向对象编程，而是面 向过程了。Java提供了单一继承，通过接口可以实现多重继承。本节要 说明什么是继承，继承有那些特点。

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8.1.1

类的继承

·

在Java中，被继承的类叫超类（superclass），继承超类的类叫子类（ subclass）。因此，子类是超类的一个功能上的扩展，它继承了超类定义 的所有属性和方法，并且添加了特有功能方法。

·

首先举一个典型例子来说明继承有什么特点，然后再结合代码学习。

·

有一对爷俩，爸爸和儿子，爸爸的眼睛是单眼皮，个子很高，头发很好，

皮肤很黑，而儿子同样有他爸爸的一些特征，但是儿子的皮肤很白，双眼 皮，戴眼镜，在外人看来他们是爷俩。儿子具有爸爸的所有特征，但是儿 子的皮肤很白和戴眼睛这些是儿子自己所特有的，也是和爸爸不一样的地 方。这个小例子正是日常生活里常见的。

·

换到Java里，类与类之间的关系，可以看成倒置的金字塔，爸爸在上面，

儿子在下面。爸爸可能有多个儿子，但是一个儿子只能有一个爸爸，这在 日常生活里也是如此。

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· 本节学习了继承的使用，下面对其内容做如下总结。 · 通过继承定义类，可以简化类的定义，让所需要的功能用相应的子类去 定义和实现。 · Java是单继承的，子类可以有很多，父类只能有一个。上面的例子，如

果加一个Friend类，Son只能继承自Father，要么继承Friend，不能同时 继承Father和Friend。 · Java的继承是多层继承的，是一个类可以有很多子类，而子类下面又可

以有很多子类。 · 父类里的属性和方法可以让子类所有，父类里的属性和方法可以使子类 同样拥有，而子类的不能调用父类的方法和属性，子类的无参构造器默 认是调用的父类的无参构造器。 · 父类没有定义一个无参的构造器，那么编译器就默认生成一个无参的构

造器，也可以在子类构造器里显示使用super方法调用父类构造器， super方法里写几个参数就可以表示调用的是父类的哪一个构造器。 · 一般情况下，定义了一个有参的构造器，就应该定义一个无参的构造器 。

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8.1.2

继承的语法

·

· ·

· · · · · · · · · · · ·

·

类的继承是通过Java保留的关键字extends来修饰的，通过extends的关键字表明

前者具备后者的公共的成员变量和方法，在具备了所有的公共的成员变量和方法 后，本身还能定义一些特有的成员变量和方法。基本语法如下所示。 class 类名 extends 父类名称

【范例8-6】下面是使用继承的程序。

· 示例代码8-6

01 public class Father 02 {

03 public String name; //父亲的名字 04 public int age; //父亲的年龄

05 public String eye; //父亲眼睛的样子 06 public String height; //父亲的身高

07 public String cutis; //父亲的皮肤的颜色 08 } 09

10 public class Son extends Father //Son类继承与Father类 11 {

12 public String spectacle frame; //这个属性是儿子所特有的 表示儿子 是否带眼镜 13 }

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8.2 修饰符

· 修饰符是修饰的当前成员变量的访问限制和状态的。就好比一个 眼镜，颜色是黑色的，这个黑色就修饰了这个眼镜，而眼镜的种 类很多可以让不同的人群来使用，如近视眼镜就由有近视眼的人 群来使用，别人来使用的话就不好了。

//public 就是一个修饰符 · public String name;

· 成员变量的继承是指B继承与A后，B能使用A的属性和方法，是受 成员变量的修饰符决定的。在上一节的例子里的成员变量都是使 用的默认修饰符，本小节将详细介绍修饰符是如何限制成员变量 的继承的。主要有4个修饰符：public、private、default、 protected，对其详细介绍将分为小节来进行。

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8.2.1

public：声明成员变量为公共类型

· public表明被它修饰的成员变量为公共类型，那么这个成员变量 在任何包里都能访问，包括子类也能访问到，下面用代码来说明 。 · 下面是使用public修饰符的程序。

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8.2.2

private：声明成员变量为私有类型

· private表明被它修饰的成员变量为私有类型，表示除了本类外任 何类都不能访问到这个成员变量，具有很好的保护性。下面用代 码来说明。 · 【范例】下面是使用private修饰符的程序。

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8.2.3

default：声明成员变量为默认类型

· 如果不给成员变量添加任何修饰符，就表示这个成员变量被修饰 为default类型，在一个同包里的类或子类是能够访问的，相当于 public类型，但是在不同包里的类或子类没有继承该成员变量， 是访问不到它的。

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8.2.4

protected：声明成员变量为保护类型

· protected表明被它修饰的成员变量为保护类型，在同一包里和 public类型是一样的，也是能够访问到的，但是如果在不同包里 的protected类型的成员变量就只能通过子类来访问，这个修饰符 是区别于其他的修饰符的。

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8.3 成员变量的覆盖

· 正如前面所举爸爸和儿子的例子，爸爸的眼睛是单眼皮，儿子的 是双眼皮，不能说儿子没有继承爸爸的特性，只能说明儿子的特 性把爸爸的覆盖了。成员变量的覆盖是子类里有和父类里相同的 成员变量或方法，继承的关系，子类的成员变量将会使用，而父 类的成员变量被保护起来。有时也因修饰符原因而变化，下面用 代码来说明。

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8.4 对象引用

· 对象引用就好比一个人的名字，是一个代号。也是为了方便和容 易记忆所用的。比如去商店里买水果，进门就说我要买水果，而 售货员也不知道要买的是什么。在Java里定义了一个类，这个类 里有很多的成员变量和方法，再给这个类起一个名字，这个名字 就是这个对象的引用。 · bike b = new bike (); · 代码说明: · bike b是创建Like类的一个对象应用，而这个b就相当于bike的名 字。 · new bike ()相当于把bike这个类实例化了，真实存在与内存当中 了。

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8.5 方法的重写和重载

· 方法的重写和重载是体现继承特性的重要方面，理解了方法的重 写和重载，可以为以后学习多态打下基础，本节重点学习重写和 重载的用法和区别。

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8.5.1

方法重写的特点

· 自行车的移动和公路赛车的移动都是靠外力来移动，二者是相同 的。公路赛车继承了这一特点，但公路赛车的移动速度就不相同 了，移动的快慢就是由它们各自移动特性不相同决定的，方法继 承的特点和成员变量的覆盖很类似，但也有特殊情况，方法重写 也可以叫方法的覆盖。关键字为override。 · 【范例】下面用例子说明在日常生活中自行车和公路赛车的相同 点和不同点。

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8.5.2

方法重载的特点

· 方法的重载就好比日常生活中人的名字，有大名也有小名，但这 些名字都指的是这个人，不同点就是让这个人去做的事情可能不 一样，如图所示。

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· 这和Java里的重载很相似，关键字为overload。下面看一下重载的要求 。 · 重载的方法名称相同，但方法的参数列表不相同。如参数个数和参数类 型等。图8-9 重载 · 重载的方法的返回值可以相同也可以不相同。 · 代码演示： · public String move(){}; · public String move(String name){}; · public void move(String name, int spend){}; · 代码说明： · 虽然三种方法的名称是相同的，但这三种方法的的参数列表，即个数和 类型，是不相同的。 · 判断方法是否是重载，看参数列表是很重要的。 · 什么是传递基本类型，所谓基本类型就是用于数学计算的那些类型。当 有两个名称一样的方法时，根据传递数值的类型来匹配哪两个方法的参 数列表是相同的。

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8.5.3

重写的返回类型

· 方法有它的返回类型，而重写的方法也有返回类型，并有一些相 应的限制。方法被重写后，返回的类型为基本类型时，重写方法 的返回要必须一样，否则会出现错误。 · 【范例】下面是演示重写返回类型的代码。

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8.5.4

重写是基于继承的

· 重写和重载的产生是基于继承的，如果没有发生继承就不会产生 重写和重载了。举个例子来说，自行车通过外力可以移动，而公 路赛车通过外力也可以移动，公路赛车继承了自行车的特性。也 可以说成，公路赛车是自行车的一个升级版本。相当于一个参照 点吧，如图所示。

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8.5.5

静态方法是不能重写的

· 静态方法就是被修饰为了static类型的方法，如果在类里声明具 有唯一性，不是通过类的实例化而存在的，而是通过类的建立而 存在，可以理解为用关键字new创建对象了，就是把这个对象实例 化了。 · 对本节的内容进行如下总结。 · 父类的静态方法可以被子类的静态方法覆盖。 · 父类的非静态方法不能被子类的静态方法覆盖。 · 父类的静态方法不能被子类的非静态方法覆盖。 · 覆盖是用于父类和子类之间。 · 重写是用在同一个类中，有相同的方法名，但参数不一样。

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8.5.6

三者之间的关系

· 重写的关键字是override，重载的关键字为overload，重写、重 载、覆盖都是基于继承的关系。当继承的关系发生了，想用父类 的方法就用super关键字来引用，如果想用新的方法了就重写下， 来完成新的功能需要。对覆盖总结如下几点： · 覆盖的方法的参数列表必须要和被覆盖的方法的参数列表完全相 同，才能达到覆盖的效果。 · 覆盖的方法的返回值必须和被覆盖的方法的返回值一致。 · 覆盖的方法所抛出的异常必须和被覆盖方法的所抛出的异常一致 ，或者是其子类。 · 被覆盖的方法不能为private，否则在其子类中只是新定义了一个 方法，并没有对其进行覆盖。

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· 对重载总结如下： · 使用重载时只能定义不同的参数列表。 · 不能通过重载的方法的返回类型、访问权限和抛出的异常来进行 方法的重载。 · 对重写总结如下： · 重写的方法存在于父类中，也存在于子类中。 · 重写的方法在运行期采用多态的形式。 · 重写的方法不能比被重写的方法有更高的访问限制。 · 重写的方法不能比被重写的方法有更多的异常。

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8.5.7

重写toString

· toString()方法是Java里Object类的方法，很多类都重写了该方 法。该方法返回对象的状态信息。下面是这个方法的原型： · public String toString()

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8.5.8

重写equals

· 方法equals也是Object类的方法，很多类也进行了重写，一般重 写equals方法是为了比较两个对象的内容是否相等。下面是这个 方法的原型： · public boolean equals（Object obj） · {

//这里比较的是两个对象的引用 · return （this == obj）;

· }

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8.6 final与继承的关系

· final关键字有最终、不变的意思，可以修饰成员变量，也可以修 饰方法和类，通过final关键字的修饰可以改变其特性。 · final关键字修饰类时，说明其类不能有子类，也就是说该类不能 被继承，该类的成员变量在这里将不起作用。 · final关键字修饰方法时，说明该方法不能被重写，因为类都不能 继承了，方法就更不能重写了。 · 类里可以含有final关键字修饰的方法。 · final关键字修饰的成员变量的对象引用不能修改。 · final关键字修饰的类里的方法默认被修饰为final。

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8.7 abstract与继承的关系

· abstract关键字表示抽象的意思。所谓抽象，就好比在日常生活 中人们设计的图纸，而这个图纸就好比是一个抽象的房子似的， 需要把房子盖起来来实现这个图纸。在Java里抽象类里最少要含 有一个抽象方法，让它的子类去实现这个抽象方法，抽象类里也 可以定义一些方法。

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8.8 什么是多态

· 这里来拿苹果和馒头来打个比方，苹果属于水果的一种，馒头属 于面食的一种，而苹果和馒头都可以属于食物，一种物品有两种 状态表现，这就是多态，如图所示。

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· 对本节学习的内容总结如下： · static修饰的方法和final修饰的方法是在编译期绑定的；而其他的 方法是在运行期绑定，动态地判断是什么类型。 · 多态是基于继承的，是类和接口相结合来实现的。

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8.9 什么是枚举类

· 所谓枚举就好比日常生活中的星期一、星期二到星期天，是一组 连续的数据。在Java里枚举类就是一组连续的基本类型的数值。 下面举例如何创建枚举类型。 · public enum Grade · { · A, B, C, D, E, F · };

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8.10 什么是反射机制

· 在日常生活中，通过放大镜可以看清楚物体的内部结构。在Java 中，反射机制就是起到放大镜的效果，可以通过类名，加载这个 类，显示出这个类的方法等信息。

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8.11 什么是泛型

· 在日常生活中，橡皮泥通过外力可以改变其形状，其形状是不固 定的。在Java中，通过泛型可以给开发带来方便，通过参数的指 定，可以改变其类型。下面通过代码演示。

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· 使用泛型给程序员的代码编写带来了好处，也带来的缺点，了解 它的好处和缺点，能给程序编写带来很多好处和便利。对泛型的 好处总结如下： · 使用泛型，正如上面代码所示，能使代码看起来灵活；容易管理 ，不容易产生错误。 · 使用泛型能使代码量减少，能产生很多公共代码。 · 使用泛型在代码编译的时候能进行类型的检查并自动转换，使代 码的运行效率得到提高。 · 使用泛型在编译进行自动转换的时候出现了错误，会进行错误提 示。 · 使用泛型的时候参数只能是类的类型，不能是简单类型。 · 使用泛型的时候参数可以有多个。 · 使用泛型的时候参数也能继承别的类型。

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8.12 综合练习

· 1.四种权限修饰符的不同点有哪些？ · 【提示】从基本定义中进行分析。public修饰符表明被它修饰的成员变 量为公共类型，这样这个成员变量在任何包里都能访问，包括子类也能 访问到。private表明被它修饰的成员变量为私有类型，表示除了本类外 任何类都不能访问到这个成员变量，具有很好的保护性。如果不给成员 变量添加任何修饰符，就表示这个成员变量被修饰为default类型，在同 一个包里的类或子类是能够访问的，就相当于public类型，但是在不同 包里的类或子类没有继承该成员变量，是访问不到的。protected表明被 它修饰的成员变量为保护类型，在同一包里和public类型是一样的，也 是能够访问到的，但是如果在不同包里的protected类型的成员变量就只 能通过子类来访问，这个修饰符是区别于其他修饰符的。 · 2.重写和重载的区别有哪些？ · 【提示】重写是基于继承的，重写是重写父类中的方法，从而在子类中 出现一个和该方法相同名称的方法。重载的方法名称相同，但方法的参 数列表不相同。如：参数个数和参数类型等。重载的方法的返回值可以 相同也可以不相同。

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8.13 小结

· 通过本小节的学习，读者可以了解继承的相关概念、用法和注意 事项等。对修饰符所修饰的成员变量和方法要多多理解，对以后 的编码有帮助。本章重点学习，方法和成员变量的重写、重载、 覆盖这些概念。如果想了解更多的关于本章的内容，可以参考电 子工业出版社出版的《深入浅出JDK 6.0》一书进行学习。

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本文来源：https://www.bwwdw.com/article/6izw.html