【從基礎(chǔ)學(xué) Java】繼承

Dongjie_Liu 發(fā)布于2019-08-14 17:46 / 1328人閱讀

摘要：快速了解繼承在的繼承關(guān)系里子類(lèi)可以從獲取父類(lèi)的所有的公共和受保護(hù)成員字段方法和內(nèi)部類(lèi)。阻止繼承有些情況下，我們可能不希望子類(lèi)覆蓋父類(lèi)的方法，這時(shí)候，用關(guān)鍵字修飾方法即可實(shí)現(xiàn)該目的。

和現(xiàn)實(shí)世界中：子女可以繼承父母的一些特征(如：基因)、財(cái)產(chǎn)等一樣。OOP 中也有提供類(lèi)似的特性，一個(gè)類(lèi)完全可以從其它類(lèi)里獲得一些屬性和方法，而不需要我們自己重新定義。這種特性簡(jiǎn)單但強(qiáng)大 (Simple and powerful)。

快速了解繼承

在 Java 的繼承關(guān)系里：子類(lèi)可以從獲取父類(lèi)的所有的公共和受保護(hù)成員(字段、方法和內(nèi)部類(lèi))。當(dāng)然，構(gòu)造方法不是成員 (members) ，所以不能被繼承。同時(shí)，在 Java 的繼承里，子類(lèi)可以做如下事情:

直接使用繼承來(lái)的字段

直接使用繼承來(lái)的方法

聲明和父類(lèi)同名字段，隱藏掉父類(lèi)字段

通過(guò)父類(lèi)提供的公有/受保護(hù)的方法訪問(wèn)父類(lèi)的私有成

創(chuàng)建新的字段

重寫(xiě)父類(lèi)同方法簽名的實(shí)例方法，隱藏掉父類(lèi)方法

重寫(xiě)父類(lèi)同方法簽名的靜態(tài)方法，隱藏掉父類(lèi)方法

編寫(xiě)父類(lèi)中不存在的方法

使用 super 關(guān)鍵字，利用父類(lèi)構(gòu)造方法

覆蓋

當(dāng)子類(lèi)擁有和父類(lèi)(或接口)同樣方法簽名的方法，這種現(xiàn)象叫做覆蓋。如以下代碼:

class Father
{
    public void doSomthing(){
        // Father do something
    }
}

class Son extends Father{
    @Override
    public void doSomething(){
        // Son do something
    }
}

覆蓋父類(lèi)實(shí)例方法

覆蓋父類(lèi)靜態(tài)方法

覆蓋接口默認(rèn)方法 (JDK 8+)

對(duì)于實(shí)例方法的覆蓋，實(shí)際是子類(lèi)擁有自己的方法。
對(duì)于靜態(tài)方法的覆蓋，要記?。红o態(tài)方法時(shí)屬于類(lèi)的，在多態(tài)中，調(diào)用的始終是類(lèi)的方法。接口里的靜態(tài)方法永遠(yuǎn)不會(huì)被覆蓋。

    Father father = new Son();
    Father.staticMethod(); // 這里使用的是父類(lèi)Father的靜態(tài)方法

對(duì)于接口方法的覆蓋，遵循以下原則:
1.實(shí)例方法的優(yōu)先級(jí)大于接口方法 (JDK8+)

interface Animal{
    default void saySomething(){
        // Animal say something
    }
}
interface Cow extends Animal{
    default void saySomething(){
        // Cow say something
    }
}

class MyCow implements Cow{
    @Override
    public void saySomething(){
        // MyCow say something
    }
    
    Animal myCow = new MyCow();
    myCow.saySomething(); // MyCow say something
}

2.有共同祖先的接口，先被覆蓋的方法(繼承深度低)會(huì)被后覆蓋的方法(繼承級(jí)別高)覆蓋

interface Animal{
    default void saySomething(){
        // Animal say something
    }
}
interface Pig extends Animal{
    default void saySomething(){
        // Pig say something
    }
}
interface BigPig extends Pig{
    default void saySomething(){
        // BigPig say something
    }
}
class MyPig implements Pig, BigPig{
    public static void main(String...args){
        MyPig myPig = new MyPig();
        myPig.saySomething(); // BigPig saySomething()
    }
}

P.S. 如果出現(xiàn)同一繼承級(jí)別(上例中 BigPig 和 Pig 都繼承 Animal 接口)或者子類(lèi)繼承的接口無(wú)相關(guān)關(guān)系，但是接口間有同方法簽名的方法，就會(huì)出現(xiàn)覆蓋沖突。需要用 super 關(guān)鍵字指明具體實(shí)現(xiàn)哪個(gè)接口的方法或者直接覆蓋。

interface Run{
    default void run(){
        // Run run
    }
}

interface Car{
    default void run(){
        // Car run
    }
}

class MyCar implements Run, Car{
    @Override
    public void run(){
        Car.super.run();
    
    }
}

同時(shí)，我們需要注意，Java 子類(lèi)覆蓋父類(lèi)方法，應(yīng)該:

方法的訪問(wèn)權(quán)限大于等于父類(lèi)

方法的返回值小于等于父類(lèi)

方法拋出的異常小余等于父類(lèi)

如果子類(lèi)定義和父類(lèi)同方法簽名的方法，會(huì)有如下結(jié)果：

x	父類(lèi)的實(shí)例方法	父類(lèi)的靜態(tài)方法
子類(lèi)的實(shí)例方法	覆蓋父類(lèi)方法	編譯錯(cuò)誤
子類(lèi)的靜態(tài)方法	編譯錯(cuò)誤	隱藏父類(lèi)方法

多態(tài)

我們已經(jīng)知道，子類(lèi)可以覆蓋父類(lèi)的方法。如果有一個(gè)類(lèi)繼承自另外一個(gè)類(lèi)，我們完全可以用一個(gè)父類(lèi)來(lái)引用一個(gè)子類(lèi)，如：

class Person{
    public void saySomething(){
        // Person say something
    }
}
class Father{
    @Override
    public void saySomething(){
        // Father say something
    }
}

class Test{
    pubilc static void main(String...args){
        Father father = new Father();
        Person person = father; // 父類(lèi)引用子類(lèi)對(duì)象
    }
}

像這種父類(lèi)引用子類(lèi)對(duì)象的現(xiàn)象，Java 里叫做多態(tài) (Polymorphism)。在 Java 里，只有滿足如下三個(gè)條件，才能叫多態(tài):

繼承關(guān)系

覆蓋方法

父類(lèi)引用子類(lèi)對(duì)象

對(duì)于多態(tài)方法的運(yùn)行，編譯器會(huì)列舉所有父類(lèi)和子類(lèi)符合調(diào)用方法簽名(方法名+參數(shù)列表)的方法，然后以以下原則編譯、調(diào)用方法：

成員變量(編譯和運(yùn)行都看左邊)

成員方法(編譯看左邊，運(yùn)行看右邊)

靜態(tài)方法(編譯和運(yùn)行都看左邊)

其中，調(diào)用 private, final, static 方法的過(guò)程叫靜態(tài)綁定,否則叫動(dòng)態(tài)綁定。
在使用多態(tài)的過(guò)程中，最有效的判斷語(yǔ)句能否通過(guò)編譯的方法是：

右邊的類(lèi)是否是(IS-A)左邊的類(lèi)

如示例代碼里的 father(Father) IS-A Person。

阻止繼承

有些情況下，我們可能不希望子類(lèi)覆蓋父類(lèi)的方法，這時(shí)候，用 final 關(guān)鍵字修飾方法即可實(shí)現(xiàn)該目的。編譯器可以對(duì)用final的方法進(jìn)行內(nèi)聯(lián)操作優(yōu)化處理。

強(qiáng)制轉(zhuǎn)換

在多態(tài)里，我們知道一個(gè)父類(lèi)可以引用一個(gè)子類(lèi)對(duì)象：

Father father = new Son();

但是，反過(guò)來(lái)就不行了:

Son son = new Father();

如果需要讓編譯器不報(bào)錯(cuò)，我們就得進(jìn)行強(qiáng)制類(lèi)型轉(zhuǎn)換操作：

Son son = (Son)new Father();

不過(guò)，這么做有風(fēng)險(xiǎn)，我們一般要使用 instanceof關(guān)鍵字先判斷，能否將父類(lèi)“安全”轉(zhuǎn)換成子類(lèi)：

Father f = ...;
if (f instanceof Son){
    Son son = (Son)f;
}

抽象類(lèi)與接口

在繼承體系里，比較常用的就是抽象類(lèi)和接口。它們比較相似：

都能被繼承

都包含抽象方法

都不能被實(shí)例化

然而，它們還是有不同的，例如：

抽象類(lèi)可以聲明非 final&&static 的字段，接口不行(默認(rèn) public static final )

抽象類(lèi)可以有構(gòu)造方法，接口不行

抽象類(lèi)可以聲明非 public 方法，接口不行(默認(rèn)方法是 public )

一個(gè)類(lèi)只能繼承一個(gè)抽象類(lèi)，可以繼承多個(gè)接口

然后，抽象類(lèi)和接口有不同的使用場(chǎng)景:P
抽象類(lèi):

在相關(guān)類(lèi)里共享代碼

規(guī)定了一系列通用的方法和屬性

需要定義非靜態(tài)、非共有的方法

接口:

定義屬性，如可比較 (Comparable)、可飛(Flyable)

定義行為，不關(guān)心具體實(shí)現(xiàn)

希望使用多繼承

繼承的技巧

在 Java 里，我們一般按照如下規(guī)則使用繼承：

將公共操作放在超類(lèi)（父類(lèi)）中

不要使用受保護(hù)的域

繼承嚴(yán)格遵循 is-a 原則

不要過(guò)多得使用反射

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