Java 继承

2021-04-08 10:26 更新

Java 继承

继承是所有 OOP 语言和 Java 语言不可缺少的组成部分。

继承是 Java 面对对象编程技术的一块基石,是面对对象的三大特征之一,也是实现软件复用的重要手段,继承可以理解为一个对象从另一个对象获取属性的过程。

如果类 A 是类 B 的父类,而类  B 是类 C 的父类,我们也称类 C 是 A 的子类,类 C 是从类 A 继承而来的。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。

继承中最常使用的两个关键字是 extends implements

这两个关键字的使用决定了一个对象和另一个对象是否是 IS-A (是一个)关系。

通过使用这两个关键字,我们能实现一个对象获取另一个对象的属性。

所有 Java 的类均是由 java.lang.Object 类继承而来的,所以 Object 是所有类的祖先类,而除了 Object 外,所有类必须有一个父类。

通过 extends 关键字可以申明一个类是继承另外一个类而来的,一般形式如下:

// A.java
public class A {
    private int i;
    protected int j;
 
    public void func() {
 
    }
}
 
// B.java
public class B extends A {
    public int z;

    public void fund(){

    }
    
}

以上的代码片段说明,类 B 由类 A 继承而来的,类 B 是类 A 的子类。而类 A 是 Object 的子类,这里可以不显示地声明。

作为子类,类 B 的实例拥有类 A 所有的成员变量,但对于 private 类型的成员变量类 B 却没有访问权限,这保障了类 A 的封装性。


IS-A 关系

IS-A 就是说:一个对象是另一个对象的一个分类。

下面是使用关键字 extends 实现继承。

public class Animal{
}

public class Mammal extends Animal{
}

public class Reptile extends Animal{
}

public class Dog extends Mammal{
}

基于上面的例子,以下说法是正确的:

  • Animal 类是 Mammal 类的父类。
  • Animal 类是 Reptile 类的父类。
  • Mammal 类和 Reptile 类是 Animal 类的子类。
  • Dog 类既是 Mammal 类的子类又是 Animal 类的子类。

分析以上示例中的 IS-A 关系,如下:

  • Mammal IS-A Animal
  • Reptile IS-A Animal
  • Dog IS-A Mammal

因此 : Dog IS-A Animal

通过使用关键字 extends ,子类可以继承父类的除 private 属性外所有的属性。

我们通过使用 instanceof 操作符,能够确定 Mammal IS-A Animal

实例

public class Dog extends Mammal{

   public static void main(String args[]){

      Animal a = new Animal();
      Mammal m = new Mammal();
      Dog d = new Dog();

      System.out.println(m instanceof Animal);
      System.out.println(d instanceof Mammal);
      System.out.println(d instanceof Animal);
   }
}

以上实例编译运行结果如下:

true
true
true

介绍完 extends 关键字之后,我们再来看下 implements 关键字是怎样使用来表示 IS-A 关系。

Implements 关键字在类继承接口的情况下使用, 这种情况不能使用关键字 extends 

实例

public interface Animal {}

public class Mammal implements Animal{
}

public class Dog extends Mammal{
}

instanceof 关键字

可以使用 instanceof 运算符来检验 Mammal 和 dog 对象是否是 Animal 类的一个实例。

interface Animal{}

class Mammal implements Animal{}

public class Dog extends Mammal{
   public static void main(String args[]){

      Mammal m = new Mammal();
      Dog d = new Dog();

      System.out.println(m instanceof Animal);
      System.out.println(d instanceof Mammal);
      System.out.println(d instanceof Animal);
   }
} 

以上实例编译运行结果如下:

true
true
true

HAS-A 关系

HAS-A 代表类和它的成员之间的从属关系。这有助于代码的重用和减少代码的错误。

例子

public class Vehicle{}
public class Speed{}
public class Van extends Vehicle{
	private Speed sp;
} 

Van 类和 Speed 类是 HAS-A 关系( Van 有一个 Speed ),这样就不用将 Speed 类的全部代码粘贴到 Van 类中了,并且 Speed 类也可以重复利用于多个应用程序。

在面向对象特性中,用户不必担心类的内部怎样实现。

Van 类将实现的细节对用户隐藏起来,因此,用户只需要知道怎样调用 Van 类来完成某一功能,而不必知道 Van 类是自己来做还是调用其他类来做这些工作。

Java 只支持单继承,也就是说,一个类不能继承多个类。

下面的做法是不合法的:

public class extends Animal, Mammal{} 

Java 只支持单继承(继承基本类和抽象类),但是我们可以用接口来实现(多继承接口来实现),代码结构如下:

public class Apple extends Fruit implements Fruit1, Fruit2{}

一般我们继承基本类和抽象类用 extends 关键字,实现接口类的继承用 implements 关键字。


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