java基础(10):继承、抽象类

2019-10-08 09:25:42来源：博客园阅读 ()

java基础(10):继承、抽象类

1. 继承

1.1 继承的概念

在现实生活中，继承一般指的是子女继承父辈的财产。在程序中，继承描述的是事物之间的所属关系，通过继承可以使多种事物之间形成一种关系体系。例如公司中的研发部员工和维护部员工都属于员工，程序中便可以描述为研发部员工和维护部员工继承自员工，同理，JavaEE工程师和Android工程师继承自研发部员工，而维网络维护工程师和硬件维护工程师继承自维护部员工。这些员工之间会形成一个继承体系，具体如下图所示。

在Java中，类的继承是指在一个现有类的基础上去构建一个新的类，构建出来的新类被称作子类，现有类被称作父类，子类会自动拥有父类所有可继承的属性和方法。

1.2 继承的格式&使用

在程序中，如果想声明一个类继承另一个类，需要使用extends关键字。

格式：

class 子类 extends 父类 {}

接下来通过一个案例来学习子类是如何继承父类的，如下所示。Example01.java

/*
 * 定义员工类Employee
 */
class Employee {
    String name; // 定义name属性
    // 定义员工的工作方法
    public void work() {
        System.out.println("尽心尽力地工作");
    }
}

/*
 * 定义研发部员工类Developer 继承 员工类Employee
 */
class Developer extends Employee {
    // 定义一个打印name的方法
    public void printName() {
        System.out.println("name=" + name);
    }
}

/*
 * 定义测试类
 */
public class Example01 {
    public static void main(String[] args) {
        Developer d = new Developer(); // 创建一个研发部员工类对象
        d.name = "小明"; // 为该员工类的name属性进行赋值
        d.printName(); // 调用该员工的printName()方法
        d.work(); // 调用Developer类继承来的work()方法
    }
}

运行结果如下图所示。

在上述代码中，Developer类通过extends关键字继承了Employee类，这样Developer类便是Employee类的子类。从运行结果不难看出，子类虽然没有定义name属性和work()方法，但是却能访问这两个成员。这就说明，子类在继承父类的时候，会自动拥有父类的成员。

1.3 继承的好处&注意事项

继承的好处：

1、继承的出现提高了代码的复用性，提高软件开发效率。

2、继承的出现让类与类之间产生了关系，提供了多态的前提。

在类的继承中，需要注意一些问题，具体如下：

1、在Java中，类只支持单继承，不允许多继承，也就是说一个类只能有一个直接父类，例如下面这种情况是不合法的。

class A{} 
class B{}
class C extends A,B{}  // C类不可以同时继承A类和B类

2、多个类可以继承一个父类，例如下面这种情况是允许的。

class A{}
class B extends A{}
class C extends A{}   // 类B和类C都可以继承类A

3、在Java中，多层继承是可以的，即一个类的父类可以再去继承另外的父类，例如C类继承自B类，而B类又可以去继承A类，这时，C类也可称作A类的子类。下面这种情况是允许的。

class A{}
class B extends A{}   // 类B继承类A，类B是类A的子类
class C extends B{}   // 类C继承类B，类C是类B的子类，同时也是类A的子类

4、在Java中，子类和父类是一种相对概念，也就是说一个类是某个类父类的同时，也可以是另一个类的子类。例如上面的这种情况中，B类是A类的子类，同时又是C类的父类。

1.4 继承-子父类中成员变量的特点

了解了继承给我们带来的好处，提高了代码的复用性。继承让类与类或者说对象与对象之间产生了关系。那么，当继承出现后，类的成员之间产生了那些变化呢？

类的成员重点学习成员变量、成员方法的变化。

成员变量：如果子类父类中出现不同名的成员变量，这时的访问是没有任何问题。

看如下代码：

class Fu
{
    //Fu中的成员变量。
    int num = 5;
}
class Zi extends Fu
{
    //Zi中的成员变量
    int num2 = 6;
    //Zi中的成员方法
    public void show()
    {
        //访问父类中的num
        System.out.println("Fu num="+num);
        //访问子类中的num2
        System.out.println("Zi num2="+num2);
    }
}
class Demo 
{
    public static void main(String[] args) 
    {
        Zi z = new Zi(); //创建子类对象
        z.show(); //调用子类中的show方法
    }
}

代码说明：Fu类中的成员变量是非私有的，子类中可以直接访问，若Fu类中的成员变量私有了，子类是不能直接访问的。

当子父类中出现了同名成员变量时，在子类中若要访问父类中的成员变量，必须使用关键字super来完成。super用来表示当前对象中包含的父类对象空间的引用。super今天不做具体讲解，在后面会详细讲解。

在子类中，访问父类中的成员变量格式：

super.父类中的成员变量

看如下代码：

class Fu
{
    //Fu中的成员变量。
    int num = 5;
}
class Zi extends Fu
{
    //Zi中的成员变量
    int num = 6;
    void show()
    {
        //子父类中出现了同名的成员变量时
        //在子类中需要访问父类中非私有成员变量时，需要使用super关键字
        //访问父类中的num
        System.out.println("Fu num="+super.num);
        //访问子类中的num2
        System.out.println("Zi num2="+this.num);
    }
}
class Demo5 
{
    public static void main(String[] args) 
    {
        Zi z = new Zi(); //创建子类对象
        z.show(); //调用子类中的show方法
    }
}

1.5 继承-子父类中成员方法特点-重写&应用

子父类中成员方法的特点

当在程序中通过对象调用方法时，会先在子类中查找有没有对应的方法，若子类中存在就会执行子类中的方法，若子类中不存在就会执行父类中相应的方法。

看如下代码：

class Fu{
    public void show(){
        System.out.println("Fu类中的show方法执行");
    }
}
class Zi extends Fu{
    public void show2(){
        System.out.println("Zi类中的show2方法执行");
    }
}
public  class Test{
    public static void main(String[] args) {
        Zi z = new Zi();
        z.show(); //子类中没有show方法，但是可以找到父类方法去执行
        z.show2();
    }
}

成员方法特殊情况——覆盖

子类中出现与父类一模一样的方法时，会出现覆盖操作，也称为override重写、复写或者覆盖。

class Fu
{
    public void show()
    {
        System.out.println("Fu show");
    }
}
class Zi extends Fu
{
    //子类复写了父类的show方法
    public void show()
    {
        System.out.println("Zi show");
    }
}

方法重写（覆盖）的应用：

当子类需要父类的功能，而功能主体子类有自己特有内容时，可以重写父类中的方法，这样，即沿袭了父类的功能，又定义了子类特有的内容。

举例：比如手机，当描述一个手机时，它具有发短信，打电话，显示来电号码功能，后期由于手机需要在来电显示功能中增加显示姓名和头像，这时可以重新定义一个类描述智能手机，并继承原有描述手机的类。并在新定义的类中覆盖来电显示功能，在其中增加显示姓名和头像功能。

在子类中，访问父类中的成员方法格式：

super.父类中的成员方法();

看如下代码：

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        new NewPhone().showNum();
    }
}

//手机类
class Phone{
    public void sendMessage(){
        System.out.println("发短信");
    }
    public void call(){
        System.out.println("打电话");
    }
    public void showNum(){
        System.out.println("来电显示号码");
    }
}

//智能手机类
class NewPhone extends Phone{
    
    //覆盖父类的来电显示号码功能，并增加自己的显示姓名和图片功能
    public void showNum(){
        //调用父类已经存在的功能使用super
        super.showNum();
        //增加自己特有显示姓名和图片功能
        System.out.println("显示来电姓名");
        System.out.println("显示头像");
    }
}

1.6 方法重写的注意事项

重写需要注意的细节问题：

子类方法覆盖父类方法，必须要保证权限大于等于父类权限。

class Fu(){    
void show(){}
    public void method(){}
}
class Zi() extends Fu{
public void show(){}  //编译运行没问题
    void method(){}      //编译错误
}

写法上稍微注意:必须一模一样:方法的返回值类型方法名参数列表都要一样。

总结：当一个类是另一个类中的一种时，可以通过继承，来继承属性与功能。如果父类具备的功能内容需要子类特殊定义时，进行方法重写。

2. 抽象类

2.1 抽象类-产生

当编写一个类时，我们往往会为该类定义一些方法，这些方法是用来描述该类的功能具体实现方式，那么这些方法都有具体的方法体。

但是有的时候，某个父类只是知道子类应该包含怎么样的方法，但是无法准确知道子类如何实现这些方法。比如一个图形类应该有一个求周长的方法，但是不同的图形求周长的算法不一样。那该怎么办呢？

分析事物时，发现了共性内容，就出现向上抽取。会有这样一种特殊情况，就是方法功能声明相同，但方法功能主体不同。那么这时也可以抽取，但只抽取方法声明，不抽取方法主体。那么此方法就是一个抽象方法。

描述JavaEE工程师：行为：工作。

描述Android工程师：行为：工作。

JavaEE工程师和Android工程师之间有共性，可以进行向上抽取。抽取它们的所属共性类型：研发部员工。由于JavaEE工程师和Android工程师都具有工作功能，但是他们具体工作内容却不一样。这时在描述研发部员工时，发现了有些功能（工作）不具体，这些不具体的功能，需要在类中标识出来，通过java中的关键字abstract(抽象)。

当定义了抽象函数的类也必须被abstract关键字修饰，被abstract关键字修饰的类是抽象类。

2.2 抽象类&抽象方法的定义

抽象方法定义的格式：

public abstract 返回值类型方法名(参数);

抽象类定义的格式：

abstract class 类名 {

}

看如下代码：

//研发部员工 
abstract class Developer {
    public abstract void work();//抽象函数。需要abstract修饰，并分号;结束
}

//JavaEE工程师
class JavaEE extends Developer{
    public void work() {
        System.out.println("正在研发淘宝网站");
    }
}

//Android工程师
class Android extends Developer {
    public void work() {
        System.out.println("正在研发淘宝手机客户端软件");
    }
}