第八天:继承、super与this、抽象类

一.继承

(一)概述

多个类中存在相同属性和行为时，将这些内容抽取到单独一个类中，那么多个类无需再定义这些属性和行为，只要继承那一个类即可。其中，多个类可以称为 $\color{red}{子类}$ ，单独那一个类称为 $\color{red}{父类}$ 、超类（superclass）或者基类。继承描述的是事物之间的所属关系，这种关系是： $\color{red}{is-a}$ 的关系。

继承主要解决的问题就是: $\color{red}{共性抽取}$ 。

image.png

1.定义

继承：就是子类继承父类的属性和行为，使得子类对象具有与父类相同的属性、相同的行为。子类可以直接访问父类中的非私有的属性和行为。

2.优点

提高代码的复用性。
类与类之间产生了关系，是多态的前提。

3.继承关系当中的特点:

子类可以拥有父类的内容
子类还可以拥有自己专有的内容。

(二)继承的格式

通过 extends 关键字，可以声明一个子类继承另外一个父类，定义格式如下：

class 父类 {
  ...
}
class 子类 extends 父类 {
  ...
}

代码:

/*
 * 定义员工类Employee，做为父类
 */
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");
    }
}

/*
 * 定义讲师类Teacher 继承 员工类Employee
 */
class Teacher 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 ExtendsTest1 {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建一个讲师类对象
        Teacher t = new Teacher();
        // 为该员工类的name属性进行赋值
        t.name = "小明";
        // 调用该员工的printName()方法
        t.printName(); // name = 小明
        // 调用Teacher类继承来的work()方法
        t.work(); // 尽心尽力地工作
    }
}

运行结果:

image.png

(三)Java中继承的特点

Java只支持单继承，不支持多继承。
Java支持多级继承(继承体系)。
一个子类的直接父类是唯一的,但是一个父类可以拥有很多个子类。

Java继承的三个特点.png

(四)继承后的特性

1.父类与子类成员变量重名

在父子类的继承关系当中，如果成员变量重名，则创建子类对象时，访问有两种方式。
访问规则:

直接通过子类对象访问成员变量:
等号左边是谁，就优先用谁，没有则向上找。
间接通过成员方法访问成员变量:
该方法属于谁，就优先用谁，没有则向上找。

代码:

class Fu {
    // Fu中的成员变量。
    int num = 100;

    public void methodFu() {
        // 访问父类中的num
        System.out.println("methodFu: " + num);
    }
}

class Zi extends Fu {
    // Zi中的成员变量
    int num = 200;

    public void methodZi() {
        // 访问子类中的num
        System.out.println("methodZi: " + num);
    }
}

public class ExtendTest2 {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建父类对象
        Fu fu = new Fu();
        // 创建子类对象
        Zi zi = new Zi();

        // 等号左边是谁,就优先用谁
        System.out.println("zi.num: "+zi.num); // 优先子类,200
        System.out.println("fu.num: "+fu.num); // 100

        // 该方法属于谁,就优先用谁
        zi.methodZi(); // 200
        zi.methodFu(); // 100
    }
}

运行结果:

image.png

小贴士：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。通常编码时，我们遵循封装的原则，使用private修饰成员变量，可以在父类中提供公共的getXxx方法和setXxx方法。

2.子类中的三种变量重名

代码:

class Fu {
    // Fu中的成员变量。
    int num = 10;

}

class Zi extends Fu {
    // Zi中的成员变量
    int num = 20;

    public void method() {
        int num = 30;
        // 访问局部变量num
        System.out.println("子类当中的局部变量: " + num);

        System.out.println("子类当中的成员变量 " + this.num);

        System.out.println("父类当中的成员变量: " + super.num);
    }
}

public class ExtendTest3 {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建子类对象
        Zi zi = new Zi();
        zi.method();
    }
}

运行结果:

image.png

3.成员方法重名—重写(Override)

如果子类父类中出现重名的成员方法，这时的访问是一种特殊情况，叫做方法重写 (Override)。
访问规则:
看new的是谁，就优先用谁，没有则向上找。

方法重写：子类中出现与父类一模一样的方法时（返回值类型，方法名和参数列表都相同），会出现覆盖效果，也称为重写或者复写。声明不变，重新实现。

重写(Override): 方法的名称一样，参数列表 $\color{red}{也一样}$ 。

重载(Overload),:方法的名称一样，参数列表 $\color{red}{不一样}$

代码:

class Fu {
    public void show() {
        System.out.println("父类show方法执行");
    }
}

class Zi extends Fu {
    //子类重写了父类的show方法
    @Override
    public void show() {
        System.out.println("子类show方法执行");
    }
}

public class OverrideTest1 {
    public static void main(String[] args) {
        Zi z = new Zi();
        // new的是Zi,子类中有show方法，只执行重写后的show方法
        z.show();
    }
}

运行结果:

image.png

方法重写的注意事项:

必须保证父子类之间方法的名称相同，参数列表也相同。

$\color{red}{@Override}$ :写在方法前面，用来检测是不是有效的正确覆盖重写。(这个注解就算不写，只要满足要求，也是正确的方法覆盖重写)

子类方法的返回值和抛出异常的范围必须 $\color{red}{小于等于}$ 父类方法的范围。(java. lang.object类是所有类的公共最高父类)

子类方法的权限必须 $\color{red}{大于等于}$ 父类方法的权限修饰符。(public > protected > (default) > private)

重写的应用:
子类可以根据需要，定义特定于自己的行为。既沿袭了父类的功能名称，又根据子类的需要重新实现父类方法，从而进行扩展增强。

方法覆盖重写的应用场景.png

代码:

// 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 {
    // 重写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
    @Override
    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");
    }
}

public class ExtendsPhone {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建子类对象
        NewPhone np = new NewPhone();
        // 调用父类继承而来的方法
        np.call();
        // 调用子类重写的方法
        np.showNum();
    }
}

运行结果:

image.png

4.继承后的特点—构造方法

继承关系中，父子类构造方法的访问特点:

子类构造方法当中有一个默认隐含的super()调用，所以一定是先调用的父类构造，后执行的子类构造。
子类构造可以通过super关键字来调用父类重载构造。
super的父类构造调用，必须是子类构造方法的第一个语句。不能一个子类构造调用多次super构造。

总结:
子类必须调用父类构造方法，不写则赠送super();写了则用写的指定的super调用，super只能有一个，还必须是第一个。

代码:

class Fu {
    Fu() {
        System.out.println("父类无参构造方法!");
    }

    Fu(int num) {
        System.out.println("父类有参构造方法!" + "num值为: " + num);
    }
}

class Zi extends Fu {
    Zi() {
        // super(); // 调用父类无参构造方法(默认赠送,可以不写)
        System.out.println("子类无参构造方法!");
    }

    Zi(int num) {
        super(10); // 调用父类有参构造方法
        System.out.println("子类有参构造方法!" + "num值为: " + num);
    }
}

public class ExtendsConstructor {
    public static void main(String[] args) {
        Zi one = new Zi();
        Zi two = new Zi(20);
    }
}

运行结果:

image.png

二.super与this关键字

(一)super和this的含义

super ：代表父类的存储空间标识(可以理解为父亲的引用)。
this ：代表当前对象的引用(谁调用就代表谁)。

(二)super关键字的三种用法:

在子类的成员方法中，访问父类的成员变量。
在子类的成员方法中，访问父类的成员方法。
在子类的构造方法中，访问父类的构造方法。

在第三种用法当中要注意: .
使用super(...)调用父类构造方法必须是子类构造方法的第一个语句。

代码:

class Fu {
    int num = 10;

    Fu() {
        System.out.println("父类构造方法");
    }

    public void method() {
        System.out.println("父类method方法!");
    }
}

class Zi extends Fu {
    int num = 20;

    Zi() {
        super(); // 访问父类的构造方法
        System.out.println("子类构造方法");
    }

    @Override
    public void method() {
        System.out.println("父类num值: " + super.num); // 访问父类的成员变量num
        System.out.println("子类num值: " + num);
        super.method(); // 访问父类的成员方法method
        System.out.println("子类method方法!");
    }
}

public class SuperExtends {
    public static void main(String[] args) {
        Zi zi = new Zi();
        zi.method();
    }
}

运行结果:

image.png

(三)this关键字的三种用法

在本类的成员方法中，访问本类的成员变量。
在本类的成员方法中，访问本类的另一个成员方法。
在本类的构造方法中，访问本类的另一个构造方法。

在第三种用法当中要注意: .
使用this(...)调用其它构造方法必须是此构造方法的第一个语句。

代码:

class Fu {
    int num = 10;
}

class Zi extends Fu {
    int num = 20;

    public Zi() {
        this(123); // 访问本类的另一个构造方法
        System.out.println("无参构造方法执行!");
    }

    public Zi(int n) {
        System.out.println("有参构造方法执行!");
    }

    public void showNum() {
        int num = 30;
        System.out.println("局部变量num值:" + num);
        System.out.println("本类当中成员变量num值:" + this.num); // 访问本类的成员变量
    }

    public void MethodA() {
        System.out.println("成员方法MethodA执行!");
    }

    public void MethodB() {
        this.MethodA(); // 访问本类的另一个成员方法,this可以省略
        System.out.println("成员方法MethodB执行!");
    }
}

public class ThisExtends {
    public static void main(String[] args) {
        Zi zi = new Zi();
        zi.showNum();
        zi.MethodB();
    }
}

运行结果:

image.png

小提示:super() 和 this() 都必须是在构造方法的第一行，所以不能同时出现

(四)内存图

super与this的内存图.png

三.抽象类

(一)概述

父类中的方法，被它的子类们重写，子类各自的实现都不尽相同。那么父类的方法声明和方法主体，只有 $\color{red}{声明}$ 还有意义，而 $\color{red}{方法主体}$ 则没有存在的意义了。我们把没有方法主体的方法称为抽象方法。Java语法规定， $\color{red}{包含}$ 抽象方法的类就是抽象类。

抽象的概念.png

(二)定义

抽象方法：没有方法体的方法。
抽象类：包含抽象方法的类。

(三)abstract使用格式

1.抽象方法

使用abstract关键字修饰方法，该方法就成了抽象方法，抽象方法只包含一个方法名，而没有方法体。

定义格式：修饰符 abstract 返回值类型方法名 (参数列表);
代码举例：public abstract void run();

2.抽象类

如果一个类包含抽象方法，那么该类必须是抽象类。

定义格式：abstract class 类名字 {}
代码举例：

public abstract class Animal {
  public abstract void run()；
}

(四)如何使用抽象类和抽象方法:

不能直接创建new抽象类对象。
必须用一个子类来继承抽象父类。
重写( $\color{red}{实现}$ ):子类去掉抽象方法的abstract关键字，然后补上方法体大括号。
子类必须重写抽象父类当中所有的抽象方法。
创建子类对象进行使用

此时的方法重写，是子类对父类抽象方法的完成实现，我们将这种方法重写的操作，也叫做实现方法。

代码:

abstract class Animal {
    public abstract void eat();
}

class Cat extends Animal {
    @Override
    public void eat() {
        System.out.println("猫吃鱼!");
    }
}

public class AbstractTest {
    public static void main(String[] args) {
        Cat cat = new Cat();
        cat.eat();
    }
}

运行结果:

image.png

(五)注意事项

抽象类不能创建对象，如果创建，编译无法通过而报错。只能创建其非抽象子类的对象。

理解：假设创建了抽象类的对象，调用抽象的方法，而抽象方法没有具体的方法体，没有意义。

抽象类中，可以有构造方法，是供子类创建对象时，初始化父类成员使用的。

理解：子类的构造方法中，有默认的super()，需要访问父类构造方法。

抽象类中，不一定包含抽象方法，但是有抽象方法的类必定是抽象类。

理解：未包含抽象方法的抽象类，目的就是不想让调用者创建该类对象，通常用于某些特殊的类结构设计(适配器模式)。

抽象类的子类，必须重写抽象父类中所有的抽象方法，否则，编译无法通过而报错。除非该子类也是抽象类。

理解：假设不重写所有抽象方法，则类中可能包含抽象方法。那么创建对象后，调用抽象的方法，没有意义。

最后编辑于：2024.04.25 20:49:46

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第八天:继承、super与this、抽象类

一.继承

(一)概述

1.定义

2.优点

3.继承关系当中的特点:

(二)继承的格式

(三)Java中继承的特点

(四)继承后的特性

1.父类与子类成员变量重名

2.子类中的三种变量重名

3.成员方法重名—重写(Override)

4.继承后的特点—构造方法

二.super与this关键字

(一)super和this的含义

(二)super关键字的三种用法:

(三)this关键字的三种用法

(四)内存图

三.抽象类

(一)概述

(二)定义

(三)abstract使用格式

1.抽象方法

2.抽象类

(四)如何使用抽象类和抽象方法:

(五)注意事项

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