Java SE继承和组合

文章目录

  • 1.继承
    • 1.1.继承的概念：
    • 1.2. 继承的语法：
    • 1.3.父类成员访问：
      • 1.3.1 子类中访问父类的成员变量：
      • 1.3.2 子类中访问父类的成员方法：
    • 1.4.子类构造方法：
    • 1.5. super和this:
      • 相同点：
      • 不同点：
    • 1.6.final关键字：
  • 2.组合：

1.继承

1.1.继承的概念：

继承(inheritance)机制：是面向对象程序设计使代码可以复用的最重要的手段，它允许程序员在保持原有类特性的基础上进行扩展，增加新功能，这样产生新的类，称派生类。继承呈现了面向对象程序设计的层次结构， 体现了由简单到复杂的认知过程。继承主要解决的问题是：共性的抽取，实现代码复用。
例如：狗和猫都是动物，那么我们就可以将共性的内容进行抽取，然后采用继承的思想来达到共用。请添加图片描述
上述图示中，Dog和Cat都继承了Animal类，其中：Animal类称为父类/基类或超类，Dog和Cat可以称为Animal的子类/派生类，继承之后，子类可以复用父类中成员，子类在实现时只需关心自己新增加的成员即可。

1.2. 继承的语法：

在Java中如果要表示类之间的继承关系，需要借助extends关键字，具体如下：

修饰符 class 子类 extends 父类 {
// ... 
}

注意：

  1. 子类会将父类中的成员变量或者成员方法继承到子类中
  2. 子类继承父类之后，必须要新添加自己特有的成员，体现出与基类的不同，否则就没有必要继承了

1.3.父类成员访问：

1.3.1 子类中访问父类的成员变量：

1.子类和父类不存在同名成员变量：

public class Base {int a;int b;
}
public class Derived extends Base{int c;public void method(){a = 10; // 访问从父类中继承下来的ab = 20; // 访问从父类中继承下来的bc = 30; // 访问子类自己的c}
}

注：在a、b前面加上super.，在c前面加上this.这样可以使代码可读性更强，不写则更简洁。
2. 子类和父类成员变量同名：

public class Base {int a;int b;int c;
}
/
public class Derived extends Base{int a; // 与父类中成员a同名，且类型相同char b; // 与父类中成员b同名，但类型不同public void method(){a = 100; // 访问父类继承的a，还是子类自己新增的a？b = 101; // 访问父类继承的b，还是子类自己新增的b?c = 102; // 子类没有c，访问的肯定是从父类继承下来的c// d = 103; // 编译失败，因为父类和子类都没有定义成员变量b}
}

在子类方法中 或者 通过子类对象访问成员时遵循以下规则：

1.如果访问的成员变量子类中有，优先访问自己的成员变量。
2.如果访问的成员变量子类中无，则访问父类继承下来的，如果父类也没有定义，则编译报错。
3.如果访问的成员变量与父类中成员变量同名，则优先访问自己的。

成员变量访问遵循就近原则，自己有优先自己的，如果没有则向父类中找。

1.3.2 子类中访问父类的成员方法：

  1. 成员方法名字不同：
public class Base {public void methodA(){System.out.println("Base中的methodA()");}
}public class Derived extends Base{public void methodB(){System.out.println("Derived中的methodB()方法");}public void methodC(){methodB(); // 访问子类自己的methodB()methodA(); // 访问父类继承的methodA()// methodD(); // 编译失败，在整个继承体系中没有发现方法methodD()}
}

总结：成员方法没有同名时，在子类方法中或者通过子类对象访问方法时，则优先访问自己的，自己没有时再到父类中找，如果父类中也没有则报错。
2. 成员方法名字相同：

public class Base {public void methodA(){System.out.println("Base中的methodA()");}public void methodB(){System.out.println("Base中的methodB()");}
}
public class Derived extends Base{public void methodA(int a) {System.out.println("Derived中的method(int)方法");}public void methodB(){System.out.println("Derived中的methodB()方法");}public void methodC(){methodA(); // 没有传参，访问父类中的methodA()methodA(20); // 传递int参数，访问子类中的methodA(int)methodB(); // 直接访问，则永远访问到的都是子类中的methodB()，基类的无法访问到}
}

通过子类对象访问父类与子类中不同名方法时，优先在子类中找，找到则访问，否则在父类中找，找到则访问，否则编译报错。
通过派生类对象访问父类与子类同名方法时，如果父类和子类同名方法的参数列表不同(重载)，根据调用方法适传递的参数选择合适的方法访问，如果没有则报错。

1.4.子类构造方法：

先有父，再有子。子类对象构造时，需要先调用父类构造方法，然后执行子类构造方法。（父类先完成初始化）

public class Base {public Base(){System.out.println("Base()");
}
public class Derived extends Base{public Derived(){
// super(); // 注意子类构造方法中默认会调用基类的无参构造方法：super(),
// 用户没有写时,编译器会自动添加，而且super()必须是子类构造方法中第一条语句，
// 并且只能出现一次System.out.println("Derived()");}
}
public class Test {public static void main(String[] args) {Derived d = new Derived();}
}

结果打印：

Base()
Derived()

在子类构造方法中，并没有写任何关于基类构造的代码，但是在构造子类对象时，先执行基类的构造方法，然后执行子类的构造方法，因为：子类对象中成员是有两部分组成的，基类继承下来的以及子类新增加的部分 。父子父子肯定是先有父再有子，所以在构造子类对象时候 ，先要调用基类的构造方法，将从基类继承下来的成员构造完整，然后再调用子类自己的构造方法，将子类自己新增加的成员初始化完整 。
注意：

  1. 若父类显式定义无参或者默认的构造方法，在子类构造方法第一行默认有隐含的super()调用，即调用基类构
    造方法
  2. 如果父类构造方法是带有参数的，此时需要用户为子类显式定义构造方法，并在子类构造方法中选择合适的
    父类构造方法调用，否则编译失败。
  3. 在子类构造方法中，super(…)调用父类构造时，必须是子类构造函数中第一条语句。
  4. super(…)只能在子类构造方法中出现一次，并且不能和this(…)同时出现

1.5. super和this:

相同点：

  1. 都是Java中的关键字。
  2. 只能在类的非静态方法中使用，（因为这两个关键字是在实例化对象时起作用，而类在加载时不会调用静态static方法），用来访问非静态成员方法和字段。
  3. 在构造方法中调用时，必须是构造方法中的第一条语句，并且不能同时存在。
    请添加图片描述

不同点：

  1. this是当前对象的引用，当前对象即调用实例方法的对象，super相当于是子类对象中从父类继承下来部分成员的引用。

请添加图片描述

  1. 在非静态成员方法中，this用来访问本类的方法和属性，super用来访问父类继承下来的方法和属性
  2. 在构造方法中：this(...)用于调用本类构造方法，super(...)用于调用父类构造方法，两种调用不能同时在构造方法中出现
  3. 构造方法中一定会存在super(...)的调用，用户没有写编译器也会增加，但是this(...)用户不写则没有

1.6.final关键字：

final关键可以用来修饰变量、成员方法以及类。

  1. 修饰变量或字段，表示常量(即不能修改)
    final int a = 10; a = 20; // 编译出错
  2. 修饰类：表示此类不能被继承
final public class Animal {
...
}
public class Bird extends Animal {
...
}

编译出错。
我们平时使用的 String 字符串类, 就是用 final 修饰的, 不能被继承.

2.组合：

和继承类似, 组合也是一种表达类之间关系的方式, 也是能够达到代码重用的效果。组合并没有涉及到特殊的语法(诸如 extends 这样的关键字), 仅仅是将一个类的实例作为另外一个类的字段。
继承表示对象之间是is-a的关系，比如：狗是动物，猫是动物
组合表示对象之间是has-a的关系，比如：汽车
请添加图片描述

汽车和其轮胎、发动机、方向盘、车载系统等的关系就应该是组合，因为汽车是有这些部件组成的。

// 轮胎类
class Tire{
// ...
}
// 发动机类
class Engine{
// ...
}
// 车载系统类
class VehicleSystem{
// ...
}
class Car{private Tire tire; // 可以复用轮胎中的属性和方法private Engine engine; // 可以复用发动机中的属性和方法private VehicleSystem vs; // 可以复用车载系统中的属性和方法
// ...
}
// 奔驰是汽车
class Benz extend Car{
// 将汽车中包含的：轮胎、发送机、车载系统全部继承下来
}

组合和继承都可以实现代码复用，应该使用继承还是组合，需要根据应用场景来选择，一般建议：能用组合尽量用组合。

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