继承是java面向对象编程技术的一块基石,因为它允许创建分等级层次的类。 继承就是子类继承父类的特征和行为,使得子类对象(实例)具有父类的实例域和方法,或子类从父类继承方法,使得子类具有父类相同的行为

生活中的继承

Java 继承 - 图1
兔子和羊属于食草动物类,狮子和豹属于食肉动物类。
食草动物和食肉动物又是属于动物类。
所以继承需要符合的关系是:is-a,父类更通用,子类更具体。
虽然食草动物和食肉动物都是属于动物,但是两者的属性和行为上有差别,所以子类会具有父类的一般特性也会具有自身的特性

类的继承格式

在 Java 中通过 extends 关键字可以申明一个类是从另外一个类继承而来的,一般形式如下

  1. class 父类 {
  2. }
  3. class 子类 extends 父类 {
  4. }

为什么需要继承

接下来我们通过实例来说明这个需求
开发动物类,其中动物分别为企鹅以及老鼠,要求如下:

  • 企鹅: 属性(姓名,id),方法(吃,睡,自我介绍)
  • 老鼠: 属性(姓名,id),方法(吃,睡,自我介绍)

企鹅类

public class Penguin { 
    private String name; 
    private int id; 
    public Penguin(String myName, int  myid) { 
        name = myName; 
        id = myid; 
    } 
    public void eat(){ 
        System.out.println(name+"正在吃"); 
    }
    public void sleep(){
        System.out.println(name+"正在睡");
    }
    public void introduction() { 
        System.out.println("大家好!我是" + id + "号" + name + "."); 
    } 
}

老鼠类

public class Mouse { 
    private String name; 
    private int id; 
    public Mouse(String myName, int  myid) { 
        name = myName; 
        id = myid; 
    } 
    public void eat(){ 
        System.out.println(name+"正在吃"); 
    }
    public void sleep(){
        System.out.println(name+"正在睡");
    }
    public void introduction() { 
        System.out.println("大家好!我是"         + id + "号" + name + "."); 
    } 
}

从这两段代码可以看出来,代码存在重复了,导致后果就是代码量大且臃肿,而且维护性不高(维护性主要是后期需要修改的时候,就需要修改很多的代码,容易出错),所以要从根本上解决这两段代码的问题,就需要继承,将两段代码中相同的部分提取出来组成 一个父类

公共父类

public class Animal { 
    private String name;  
    private int id; 
    public Animal(String myName, int myid) { 
        name = myName; 
        id = myid;
    } 
    public void eat(){ 
        System.out.println(name+"正在吃"); 
    }
    public void sleep(){
        System.out.println(name+"正在睡");
    }
    public void introduction() { 
        System.out.println("大家好!我是"         + id + "号" + name + "."); 
    } 
}

这个Animal类就可以作为一个父类,然后企鹅类和老鼠类继承这个类之后,就具有父类当中的属性和方法,子类就不会存在重复的代码,维护性也提高,代码也更加简洁,提高代码的复用性(复用性主要是可以多次使用,不用再多次写同样的代码) 继承之后的代码:

企鹅类

public class Penguin extends Animal { 
    public Penguin(String myName, int myid) { 
        super(myName, myid); 
    } 
}

老鼠类

public class Mouse extends Animal { 
    public Mouse(String myName, int myid) { 
        super(myName, myid); 
    } 
}

继承类型

需要注意的是 Java 不支持多继承,但支持多重继承
Java 继承 - 图2

继承的特性

  • 子类拥有父类非 private 的属性、方法。
  • 子类可以拥有自己的属性和方法,即子类可以对父类进行扩展
  • 子类可以用自己的方式实现父类的方法。
  • Java 的继承是单继承,但是可以多重继承,单继承就是一个子类只能继承一个父类,多重继承就是,例如 A 类继承 B 类,B 类继承 C 类,所以按照关系就是 C 类是 B 类的父类,B 类是 A 类的父类,这是 Java 继承区别于 C++ 继承的一个特性
  • 提高了类之间的耦合性(继承的缺点,耦合度高就会造成代码之间的联系越紧密,代码独立性越差)

继承关键字

继承可以使用 extends 和 implements 这两个关键字来实现继承,而且所有的类都是继承于java.lang.Object,当一个类没有继承的两个关键字,则默认继承object(这个类在 java.lang 包中,所以不需要 import)祖先类
Java只支持单继承,不支持多继承。所有的类默认继承Object,作为父类

extends关键字

在 Java 中,类的继承是单一继承,也就是说,一个子类只能拥有一个父类,所以 extends 只能继承一个类

public class Animal { 
    private String name;   
    private int id; 
    public Animal(String myName, String myid) { 
        //初始化属性值
    } 
    public void eat() {  //吃东西方法的具体实现  } 
    public void sleep() { //睡觉方法的具体实现  } 
} 

public class Penguin  extends  Animal{ 
}

implements关键字

使用 implements 关键字可以变相的使java具有多继承的特性,使用范围为类继承接口的情况,可以同时继承多个接口(接口跟接口之间采用逗号分隔)

public interface A {
    public void eat();
    public void sleep();
}

public interface B {
    public void show();
}

public class C implements A,B {
}

super 与 this 关键字

super:代表父类的存储空间标识, 可以通过super关键字来实现对父类成员的访问,用来引用当前对象的父类
this : 代表当前对象的引用(谁调用就代表谁)
this :代表当前对象的引用(谁调用就代表谁)

class Animal {
  public final String nameSpace = "Animal";
  void eat() {
    System.out.printf("【%s】的eat()方法\n",this.nameSpace);
  }
}

class Dog extends Animal {
  public final String nameSpace = "Dog";
  // @Override
  void eat() {
    System.out.printf("【%s】的eat()方法它继承于%s\n", this.nameSpace,super.nameSpace);
  }

  void eatTest() {
    this.eat();  // this 调用自己的方法
    super.eat(); // super 调用父类方法
  }
}

public class Test {
  public static void main(String[] args) {
    Animal animal = new Animal();
    animal.eat();

    Dog dog = new Dog();
    dog.eatTest();
  }
}

super与this的内存图.png

final关键字

final 关键字声明类可以把类定义为不能继承的,即最终类;或者用于修饰方法,该方法不能被子类重写:

  • 声明类:

    final class 类名 {//类体}
    
  • 声明方法:

    修饰符(public/private/default/protected) final 返回值类型 方法名(){//方法体}
    

    :实例变量也可以被定义为 final,被定义为 final 的变量不能被修改。被声明为 final 类的方法自动地声明为 final,但是实例变量并不是 final

构造器

子类是不继承父类的构造器(构造方法或者构造函数)的,它只是调用(隐式或显式)。如果父类的构造器带有参数,则必须在子类的构造器中显式地通过 super 关键字调用父类的构造器并配以适当的参数列表。
如果父类构造器没有参数,则在子类的构造器中不需要使用 super 关键字调用父类构造器,系统会自动调用父类的无参构造器

class SuperClass {
  private int n;

  SuperClass() {
    System.out.println("SuperClass(int n):" + this.n);
  }

  SuperClass(int n) {
    this.n = n;
    System.out.println("SuperClass(int n):" + this.n);
  }
}


// SubClass 类继承
class SubClass1 extends SuperClass {
  private int n;

  SubClass1() { 
    // 自动调用父类的无参数构造器 super()
    System.out.println("SubClass1(int n):" + n);
  }

  public SubClass1(int n) {
    super(300); // 调用父类中带有参数的构造器
    System.out.println("SubClass1(int n):" + n);
    this.n = n;
  }
}

// SubClass2 类继承
class SubClass2 extends SuperClass {
  private int n;

  SubClass2() {
    super(300); // 调用父类中带有参数的构造器
    System.out.println("SubClass2(int n):" + n);
  }

  public SubClass2(int n) {
    // 自动调用父类的无参数构造器 super()
    System.out.println("SubClass2(int n):" + n);
    this.n = n;
  }
}

public class TestSuperSub {
  public static void main(String args[]) {
    System.out.println("------SubClass1 类继承------");
    new SubClass1();
    new SubClass1(100);
    System.out.println("------SubClass2 类继承------");
    new SubClass2();
    new SubClass2(200);
  }
}

/*
------SubClass1 类继承------
SuperClass(int n):0
SubClass1(int n):0
SuperClass(int n):300
SubClass1(int n):100
------SubClass2 类继承------
SuperClass(int n):300
SubClass2(int n):0
SuperClass(int n):0
SubClass2(int n):200
 */

⚠️提示: 调用super()就是像是调用了父类常见的对象,可以使用super().成员属性 super().成员方法 来访问父对象可以访问的属性方法

扩展: Java对象类型的判断

class A { } 
class B extends A { } 
class C extends B { }

public class Test {
  public static void main(String[] args) {
    //判断某个对象是否属于某个类或者它的子类
    System.out.println(new C() instanceof A);        // true

    //判断某个类是否是另一个对象的基类
    System.out.println(A.class.isInstance(new C())); // true

    //判断某个类是否等于另一个类 -- 如果子类为false,必须为自身的类new出来的对象
    System.out.println(A.class.equals(new C().getClass())); // false
    System.out.println(C.class.equals(new C().getClass())); // true
    System.out.println(C.class == new C().getClass()); // true


    //判断某个类是否是另一个类的基类 
    System.out.println(A.class.isAssignableFrom(new C().getClass())); // true
  }
}

instanceof

判断某个对象是否属于某个类或者它的子类,它的判断方式大概是这样的:

public<T> boolean function(Object obj, Class<T> calzz) {
    if (obj == null) {
        return false;
    }
    try {
        T t = (T) obj;
        return true;
    } catch (ClassCastException e) {
        return false;
    }
}

Class.isInstance()

判断某个类是否是另一个对象的基类,这个方法跟instanceof差不多等价。

// A是B的基类,B是C的基类 A->B->C
// C是B的子类,B是A的子类
class A { } 
class B extends A { } 
class C extends B { }
B b = new B();

System.out.println(A.class.isInstance(b)); // true
System.out.println(B.class.isInstance(b)); // true
System.out.println(C.class.isInstance(b)); // false

Class.equals()

判断某个类是否等于另一个类 — 子类为false,必须为自身的类new出来的对象

// A是B的基类,B是C的基类 A->B->C
// C是B的子类,B是A的子类
class A { } 
class B extends A { } 
class C extends B { }
B b = new B();

System.out.println(b.getClass().equals(A.class)); // false
System.out.println(b.getClass().equals(B.class)); // true
System.out.println(b.getClass().equals(C.class)); // false

⚠️小贴士: b.getClass().equals(A.class)等同于b.getClass() == A.class

Class.isAssignableFrom()

判断某个类是否是另一个类的基类

// A是B的基类,B是C的基类 A->B->C
// C是B的子类,B是A的子类
class A { } 
class B extends A { } 
class C extends B { }

System.out.println(B.class.isAssignableFrom(A.class)); // false 
System.out.println(B.class.isAssignableFrom(B.class)); // true
System.out.println(B.class.isAssignableFrom(C.class)); // true