在前面的課程中，你已經(jīng)多次看到了繼承，在Java語(yǔ)言中，類可以從其他類派生，從而從這些類繼承字段和方法。

定義：從另一個(gè)類派生的類稱為子類（也是派生類，擴(kuò)展類或子類），派生子類的類稱為超類（也是基類或父類）。

除了Object沒(méi)有超類，每個(gè)類都有一個(gè)且只有一個(gè)直接超類（單繼承），在沒(méi)有任何其他顯式超類的情況下，每個(gè)類都隱式地是Object的子類。

類可以從派生自類的類派生的類派生，依此類推，最終派生自最頂層的類，Object，這樣的類被稱為繼承鏈中所有向后延伸到Object的類的子類。

繼承的概念很簡(jiǎn)單但很強(qiáng)大：當(dāng)你想要?jiǎng)?chuàng)建一個(gè)新類并且已經(jīng)有一個(gè)包含你想要的一些代碼的類時(shí)，你可以從現(xiàn)有類派生你的新類，在這樣做時(shí)，你可以重用現(xiàn)有類的字段和方法，而無(wú)需自己編寫（和調(diào)試）它們。

子類從其超類繼承所有成員（字段、方法和嵌套類），構(gòu)造函數(shù)不是成員，因此它們不是由子類繼承的，但是可以從子類調(diào)用超類的構(gòu)造函數(shù)。

在java.lang包中定義的Object類定義并實(shí)現(xiàn)所有類共有的行為 — 包括你寫的那些，在Java平臺(tái)中，許多類直接從Object派生，其他類派生自其中一些類，依此類推，形成類的層次結(jié)構(gòu)。

在層次結(jié)構(gòu)的頂部，Object是所有類中最通用的，層次結(jié)構(gòu)底部附近的類提供更專業(yè)的行為。

下面是類和對(duì)象課程中提供的Bicycle類的可能實(shí)現(xiàn)的示例代碼：

public class Bicycle {
        
    // the Bicycle class has three fields
    public int cadence;
    public int gear;
    public int speed;
        
    // the Bicycle class has one constructor
    public Bicycle(int startCadence, int startSpeed, int startGear) {
        gear = startGear;
        cadence = startCadence;
        speed = startSpeed;
    }
        
    // the Bicycle class has four methods
    public void setCadence(int newValue) {
        cadence = newValue;
    }
        
    public void setGear(int newValue) {
        gear = newValue;
    }
        
    public void applyBrake(int decrement) {
        speed -= decrement;
    }
        
    public void speedUp(int increment) {
        speed += increment;
    }
        
}

作為Bicycle的子類的MountainBike類的類聲明可能如下所示：

public class MountainBike extends Bicycle {
        
    // the MountainBike subclass adds one field
    public int seatHeight;

    // the MountainBike subclass has one constructor
    public MountainBike(int startHeight,
                        int startCadence,
                        int startSpeed,
                        int startGear) {
        super(startCadence, startSpeed, startGear);
        seatHeight = startHeight;
    }   
        
    // the MountainBike subclass adds one method
    public void setHeight(int newValue) {
        seatHeight = newValue;
    }   
}

MountainBike繼承了Bicycle的所有字段和方法，并添加了字段seatHeight和設(shè)置它的方法，除了構(gòu)造函數(shù)之外，就好像你已經(jīng)從頭開(kāi)始編寫了一個(gè)新的MountainBike類，有四個(gè)字段和五個(gè)方法。但是，你不必完成所有工作，如果Bicycle類中的方法很復(fù)雜并且需要花費(fèi)大量時(shí)間來(lái)調(diào)試，那么這將特別有價(jià)值。

無(wú)論子類所在的包是什么，子類都會(huì)繼承其父級(jí)的所有public成員和protected成員，如果子類與其父類在同一個(gè)包中，它還會(huì)繼承父類的包私有成員，你可以按原樣使用繼承的成員，替換它們，隱藏它們或用新成員補(bǔ)充它們：

繼承的字段可以直接使用，就像任何其他字段一樣。

你可以在子類中聲明一個(gè)與超類中的字段同名的字段，從而隱藏它（不推薦）。

你可以在子類中聲明不在超類中的新字段。

繼承的方法可以直接使用。

你可以在子類中編寫一個(gè)新實(shí)例方法，該方法與超類中的簽名具有相同的簽名，從而覆蓋它。

你可以在子類中編寫一個(gè)新的靜態(tài)方法，該方法與超類中的簽名具有相同的簽名，從而隱藏它。

你可以在子類中聲明不在超類中的新方法。

你可以編寫一個(gè)子類構(gòu)造函數(shù)，它可以隱式地或使用關(guān)鍵字super來(lái)調(diào)用超類的構(gòu)造函數(shù)。

本課程的以下部分將擴(kuò)展這些主題。

子類不繼承其父類的private成員，但是，如果超類具有訪問(wèn)其私有字段的公共或受保護(hù)方法，則子類也可以使用這些方法。

嵌套類可以訪問(wèn)其封閉類的所有私有成員 — 包括字段和方法，因此，子類繼承的public或protected嵌套類可以間接訪問(wèn)超類的所有私有成員。

我們已經(jīng)看到一個(gè)對(duì)象是實(shí)例化它的類的數(shù)據(jù)類型，例如，如果我們寫

public MountainBike myBike = new MountainBike();

那么myBike是MountainBike類型。

MountainBike是Bicycle和Object的后代，因此，MountainBike是一個(gè)Bicycle并且也是一個(gè)Object，它可以在需要Bicycle或Object對(duì)象的任何地方使用。

反過(guò)來(lái)不一定是對(duì)的：Bicycle可能是MountainBike，但不一定。類似地，Object可以是Bicycle或山MountainBike，但不一定如此。

轉(zhuǎn)換顯示在繼承和實(shí)現(xiàn)允許的對(duì)象中使用一種類型的對(duì)象代替另一種類型的對(duì)象，例如，如果我們寫

Object obj = new MountainBike();

那么obj既是Object又是MountainBike（直到obj被賦予另一個(gè)不是MountainBike的對(duì)象的時(shí)候），這稱為隱式轉(zhuǎn)換。

另一方面，如果我們寫

MountainBike myBike = obj;

我們會(huì)得到編譯時(shí)錯(cuò)誤，因?yàn)榫幾g器不知道obj是MountainBike，但是，我們可以告訴編譯器我們承諾通過(guò)顯式轉(zhuǎn)換將MountainBike分配給obj：

MountainBike myBike = (MountainBike)obj;

此強(qiáng)制轉(zhuǎn)換插入運(yùn)行時(shí)檢查，為obj分配MountainBike，以便編譯器可以安全地假設(shè)obj是MountainBike，如果obj在運(yùn)行時(shí)不是MountainBike，則會(huì)拋出異常。

注意：你可以使用instanceof運(yùn)算符對(duì)特定對(duì)象的類型進(jìn)行邏輯測(cè)試，這可以避免由于轉(zhuǎn)換不當(dāng)而導(dǎo)致的運(yùn)行時(shí)錯(cuò)誤，例如：

if (obj instanceof MountainBike) {
    MountainBike myBike = (MountainBike)obj;
}

這里，instanceof運(yùn)算符驗(yàn)證obj是否引用了MountainBike，以便我們可以知道不會(huì)拋出運(yùn)行時(shí)異常來(lái)進(jìn)行轉(zhuǎn)換。

類和接口之間的一個(gè)顯著區(qū)別是類可以有字段而接口不能，此外，你可以實(shí)例化一個(gè)類來(lái)創(chuàng)建一個(gè)對(duì)象，這是你無(wú)法使用接口進(jìn)行的，如什么是對(duì)象？部分所述，對(duì)象將其狀態(tài)存儲(chǔ)在字段中，這些字段在類中定義。Java編程語(yǔ)言不允許擴(kuò)展多個(gè)類的一個(gè)原因是避免了多重繼承狀態(tài)的問(wèn)題，即從多個(gè)類繼承字段的能力。例如，假設(shè)你能夠定義一個(gè)擴(kuò)展多個(gè)類的新類，通過(guò)實(shí)例化該類來(lái)創(chuàng)建對(duì)象時(shí)，該對(duì)象將繼承所有類的超類中的字段，如果來(lái)自不同超類的方法或構(gòu)造函數(shù)實(shí)例化相同的字段會(huì)怎樣？哪個(gè)方法或構(gòu)造函數(shù)優(yōu)先？由于接口不包含字段，因此你不必?fù)?dān)心多重繼承狀態(tài)所導(dǎo)致的問(wèn)題。

實(shí)現(xiàn)的多重繼承是從多個(gè)類繼承方法定義的能力，這種類型的多重繼承會(huì)出現(xiàn)問(wèn)題，例如名稱沖突和歧義，當(dāng)支持這種類型的多繼承的編程語(yǔ)言的編譯器遇到包含具有相同名稱的方法的超類時(shí)，它們有時(shí)無(wú)法確定要訪問(wèn)或調(diào)用的成員或方法。此外，程序員可以通過(guò)向超類添加新方法而無(wú)意中引入名稱沖突，默認(rèn)方法引入了一種實(shí)現(xiàn)的多重繼承形式，一個(gè)類可以實(shí)現(xiàn)多個(gè)接口，該接口可以包含具有相同名稱的默認(rèn)方法，Java編譯器提供了一些規(guī)則來(lái)確定特定類使用哪種默認(rèn)方法。

Java編程語(yǔ)言支持多種類型的繼承，這是類實(shí)現(xiàn)多個(gè)接口的能力，對(duì)象可以有多種類型：它自己的類的類型以及該類實(shí)現(xiàn)的所有接口的類型。這意味著如果將變量聲明為接口的類型，則其值可以引用從實(shí)現(xiàn)接口的任何類實(shí)例化的任何對(duì)象，這在將接口用作類型一節(jié)中討論。

與多實(shí)現(xiàn)繼承一樣，一個(gè)類可以繼承它擴(kuò)展的接口中定義的方法的不同實(shí)現(xiàn)（作為默認(rèn)或靜態(tài)），在這種情況下，編譯器或用戶必須決定使用哪一個(gè)。

在類中，與超類中的字段具有相同名稱的字段會(huì)隱藏超類的字段，即使它們的類型不同，在子類中，超類中的字段不能通過(guò)其簡(jiǎn)單名稱引用，相反，必須通過(guò)super訪問(wèn)該字段，一般來(lái)說(shuō)，我們不建議隱藏字段，因?yàn)樗勾a難以閱讀。

你可以聲明一些或所有類的方法為final，你在方法聲明中使用final關(guān)鍵字來(lái)指示子類不能重寫該方法，Object類這樣做 — 它的一些方法是final。

如果方法具有不應(yīng)被更改的實(shí)現(xiàn)，并且對(duì)于對(duì)象的一致?tīng)顟B(tài)至關(guān)重要，則可能希望將方法設(shè)為final，例如，你可能希望在此ChessAlgorithm類中生成getFirstPlayer方法：

class ChessAlgorithm {
    enum ChessPlayer { WHITE, BLACK }
    ...
    final ChessPlayer getFirstPlayer() {
        return ChessPlayer.WHITE;
    }
    ...
}

從構(gòu)造函數(shù)調(diào)用的方法通常應(yīng)該聲明為final，如果構(gòu)造函數(shù)調(diào)用非final方法，子類可能會(huì)重新定義該方法，并產(chǎn)生意外或不希望看到的結(jié)果。

請(qǐng)注意，你還可以聲明整個(gè)類final，聲明為final的類不能被子類化，這特別有用，例如，在創(chuàng)建String類這樣的不可變類時(shí)。

除了Object類之外，一個(gè)類只有一個(gè)直接超類，類繼承其所有超類中的字段和方法，無(wú)論是直接還是間接，子類可以重寫它繼承的方法，也可以隱藏它繼承的字段或方法（請(qǐng)注意，隱藏字段通常是糟糕的編程習(xí)慣）。

“覆蓋和隱藏方法”部分中的表顯示了使用與超類中的方法相同的簽名聲明方法的效果。

Object類是類層次結(jié)構(gòu)的頂部，所有類都是此類的后代，并從中繼承方法，從Object繼承的有用方法包括toString()、equals()、clone()和getClass()。

你可以通過(guò)在類的聲明中使用final關(guān)鍵字來(lái)阻止類被子類化，同樣，你可以通過(guò)將方法聲明為final方法來(lái)防止子類重寫該方法。

抽象類只能被子類化，它無(wú)法實(shí)例化，抽象類可以包含抽象方法 — 聲明但未實(shí)現(xiàn)的方法，然后，子類提供抽象方法的實(shí)現(xiàn)。