如何正確的理解Java中的繼承

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Java作為一面向對象的語言，具備面向對象的三大特征——繼承，多態(tài)，封裝。

繼承顧名思義，繼任，承接，傳承的意思。面向對象的語言有一個好處，就是可以用生活中的例子來說明面向對象的特性。那么我們先來看看生活中的繼承關系有哪些？最常見的：父母子女；汽車，電動車，自行車和車。無論哪種車，都有具備車的特性。再比如說：家里面的電飯鍋，電磁爐，電冰箱。他們都屬于電器類，都具有名字這個屬性，也都需要用電這個方法。如果在程序中我們一個個類去把這些重復的代碼都寫上去，那不是浪費時間和精力嗎？聯(lián)系之前的知識，我們能夠從一個個對象中抽象出來一個類。那么我們也應該能夠從具有包含關系的一個個類中抽象出一個具有共同屬性和方法的類，也就是父類。比如說無論是三角形，矩形還是圓形，他們都有求邊長的方法，那么就可以抽象出一個父類圖形類，類中有一個求邊長的方法。Java中的繼承使用的是extends關鍵字，繼承的類叫做子類（派生類或者超類），被繼承的類叫做父類（或者基類）。凡是這種可以有包含關系的類都能實現(xiàn)繼承關系。

下面是繼承的格式：

public class 子類類名 extends 父類類名{
}

來看一個繼承的簡單例子：

//父類
public class Person {
  
  private String name;
  public int age;
  protected char sex;
  String country;
  
  public String getName(){
    return name;
  }
  public void setName(String name){
    this.name=name;
  }
  
  public void speak(){
    System.out.println(name+"正在說話！");
  }
}
//子類
public class Teacher extends Person {

}
//測試類
public class Test {
  public static void main(String args[]){
    Teacher t=new Teacher();//實例化子類
//    t.name="張三";//編譯器報錯
    t.sex='男';
    t.age=10;
    t.country="中國";
    t.setName("張三");
    t.getName();
    t.speak();
  }
}

運行后發(fā)現(xiàn)可以正常輸出，也就是說子類里面在沒有定義任何屬性和方法的情況下，可以使用由父類繼承來的屬性和方法，這也就說明了繼承的實現(xiàn)。那么子類都從父類繼承了那些內容呢？答案是：子類類可以繼承父類所有的屬性和方法。這里可能就會有人疑惑了，那測試類中的name屬性不是報錯了嗎？那么私有的屬性是不是不能夠被繼承呢？如果說，子類沒有繼承父類的name這個屬性，那么子類中就不存在name這個屬性。既然不存在，那么子類中的setName、getName、speak這三個方法應該都會報錯才對，但事實是并沒有報錯，所以Java中子類是可以繼承父類中的所有的方法和屬性值的。Java中的訪問修飾符是用于限制類中的屬性或者方法的訪問權限的，與是否被繼承并沒有直接關系。這才是name屬性值報錯的原因。

當然子類是可以定義自己特有屬性和方法的，這個并沒有任何問題。弄清楚了子類能夠繼承父類那些東西之后，我們給父類加上這么一段代碼：

public Person(String name){
  this.name=name;
}

給父類加上了這個構造器之后發(fā)現(xiàn)，子類報錯了！這是為什么呢？原來Java在實例化子類對象的時候會通過子類的無參構造器調用父類的無參構造器，當給父類提供了一個有參構造器，JVM不會再為父類提供默認的無參構造器，子類實例化對象找不到父類無參構造器編譯器自然會報錯了。

下面我們來驗證一下：

給父類加上無參構造器：

public Person(){
   System.out.println("父類構造器被調用了");
}

控制臺輸出結果如下：

這也就證明了子類會調用父類的無參構造器，也就是說子類在實例化的時候是產生了兩個對象（這里不考慮Object），一個子類對象，一個父類對象。

好到這里相信讀者對類的繼承已經基本清楚了。我們返回我們剛才使用的例子，我們定義了人這個類，類里面有說話（speak）的方法。試想定義幾個類：中國人，美國人，俄羅斯人，他們都繼承人這個類，都有說話的方法，但是他們說話的方法一樣嗎？可以直接使用父類的說話方法嗎？中國人說話用中文，美國人用英語，俄羅斯用俄語，顯然不能用同一個方法。也就是說當父類的方法不滿足子類的需求的時候，那怎么辦？這里就可以用到方法的重寫。

先來看看方法重寫的條件：

1.必須要有繼承關系；

2.重寫方法時子類方法的訪問修飾符必須要大于或者等于父類方法的訪問修飾符；

3.重寫方法時子類方法的返回值類型，方法名，參數(shù)都必須要和父類的一致。

滿足了這些條件就叫做方法的重寫。來看例子：

public class Chinese extends Person{
  public viod speak(){
    System.out.println(name+"是中國人說的是中文，說話方式不同了。");
  }
}

這樣就完成了方法的重寫，在測試類中實例化Chinese對象，調用speak方法就會輸出：xxx是中國人說的是中文，說話方式不同了。要注意的是：方法發(fā)生重寫后，使用子類對象調用的speak方法是子類重寫后的方法，而不再是父類的方法。方法的調用取決于new關鍵字后面的類，如果是父類，那就是調用父類的方法，如果是子類，那就調用子類重寫后的方法。如果這時仍然想調用父類的方法，可以使用super關鍵字進行調用。把代碼改成下面這樣：

public class Chinese extends Person{
  public viod speak(){
    super.speak();
    System.out.println(name+"是中國人說的是中文，說話方式不同了。");
  }
}

這時就會輸出兩句話：xxx正在說話

xxx是中國人說的是中文，說話方式不同了。

這里需要注意一下重寫跟重載的區(qū)別主要是條件：

重寫：上面已經列過條件，這里就不在贅述。重寫的重要用途是拓展父類的方法，以滿足子類自己的需求。

重載：條件是：1.同類或者繼承關系的類中；2.方法名相同，但是方法的參數(shù)必須不同。方法的重載重要是為了處理不同類型的數(shù)據(jù)。

另外類的繼承還有一個優(yōu)勢就是——Java的自動轉型。在Java中當小范圍的數(shù)據(jù)向大范圍的數(shù)據(jù)轉換時，就會發(fā)生自動轉型。自動轉型的優(yōu)勢就在于我可以在一個類中定義一個方法，方法的參數(shù)是父類類型，這樣無論有多少個子類，那就都能調用這個方法，這樣就極大的提高了程序的擴展性。比如說，還是我們一直用著的這個例子，假如現(xiàn)在有一個外星來客，要教會人類一種很牛逼的技術，如果只有一兩種人，那可以在外星人類中寫兩個教的方法，但是如果有100種1000種人呢？不可能寫個1000種方法吧？

那么就可以使用下面這個方法：

public class Alien{
  public void teach(Person p){
    p.study();
  }
}

這樣無論有多少種人，我們都可以直接傳進去不同的子類對象，通過自動轉型調用各自的學習方法，這樣豈不是美滋滋。當然這里也會有問題，如果使用自動轉型調用子類特有的方法時會出錯，但是這是由Java的編譯機制所產生的問題，自動轉型有其優(yōu)勢，我們需揚長避短就好。

總結：有包含關系的類都可以使用繼承，子類可以繼承父類的所有屬性和方法，繼承可以提高代碼的重用性和程序的拓展性。重寫可以拓展父類的方法，更好的適應子類的需要，Java的自動轉型能夠大量簡化代碼，卻也存在問題（當然不影響我們使用）。

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