【Java教程】Java 继承

Z时代
2024-01-10
分类：综合

继承可以定义为一个类获取另一个类的属性（方法和字段）的过程。通过使用继承，信息可以按层次顺序进行管理。

继承其他属性的类称为子类（派生类，子类），继承属性的类称为超类（基类，父类）。

extends 关键字

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：

类的继承格式

class 父类 {
}
class 子类 extends 父类 {
}

示例代码

以下是演示 Java 继承的示例。在此示例中，我们可以观察到两个类，即 Calculation 和 My_Calculation。

My_Calculation 使用extends 关键字继承Calculation 类的addition() 和Subtraction() 方法。

将以下程序复制并粘贴到名为 My_Calculation.java 的文件中

class Calculation {
   int z;
   public void addition(int x, int y) {
      z = x + y;
      System.out.println("The sum of the given numbers:"+z);
   }
   public void Subtraction(int x, int y) {
      z = x - y;
      System.out.println("The difference between the given numbers:"+z);
   }
}
class My_Calculation extends Calculation {
   public void multiplication(int x, int y) {
      z = x * y;
      System.out.println("The product of the given numbers:"+z);
   }
}
public class Main {
    public static void main(String args[]) {
      int a = 20, b = 10;
      My_Calculation demo = new My_Calculation();
      demo.addition(a, b);
      demo.Subtraction(a, b);
      demo.multiplication(a, b);
   }    
}

运行示例

执行程序后，会产生如下结果

The sum of the given numbers:30 The difference between the given numbers:10 The product of the given numbers:200

在给定的程序中，当创建 My_Calculation 类的对象时，会在其中生成父类内容的副本。这就是为什么使用子类的对象可以访问父类的成员。

父类引用变量可以保存子类对象，但是使用该变量我们只能访问父类的成员，因此要访问两个类的成员，建议始终为子类创建引用变量。

如果你考虑上面的程序，可以实例化下面给出的类。但是使用父类引用变量（在本例中为 cal）我们不能调用方法 multiplication()，它属于子类 My_Calculation。

Calculation demo = new My_Calculation();
demo.addition(a, b);
demo.Subtraction(a, b);

注意 - 子类从其父类继承所有成员（属性、方法和嵌套类）。构造函数不是成员，所以不被子类继承，但是可以从子类调用父类的构造函数。

super 关键字

super 关键字与 this 关键字类似。以下是使用 super 关键字的场景。

如果父类和子类的成员具有相同的名称，可用 super 进行区分。

它用于从子类调用父类的构造函数。

区分成员

如果一个类继承了另一个类的属性，且父类的成员与子类的名称相同，为了区分这些变量，我们使用 super 关键字，如下所示。

super.variable
super.method();

示例代码

本节提供一个演示 super 关键字用法的程序。

在给定的程序中，有两个类，即 Sub_class 和 Super_class，它们都有一个名为 display() 的方法但是具体实现不同，以及一个名为 num 的变量具有不同的值。我们正在调用两个类的 display() 方法并打印两个类的变量 num 的值。在这里您可以观察到我们使用 super 关键字来区分超类和子类的成员。

将程序复制并粘贴到名为 Sub_class.java 的文件中。

class Super_class {
   int num = 20;
   // 父类的display方法
   public void display() {
      System.out.println("This is the display method of superclass");
   }
}
public class Sub_class extends Super_class {
   int num = 10;
   // 子类的 display 方法
   public void display() {
      System.out.println("This is the display method of subclass");
   }
   public void my_method() {
      // 实例化子类
      Sub_class sub = new Sub_class();
      // 调用子类的 display() 方法
      sub.display();
      // 调用父类的 display() 方法
      super.display();
      // 打印子类的变量 num 的值
      System.out.println("value of the variable named num in sub class:"+ sub.num);
      // 打印父类的变量 num 的值
      System.out.println("value of the variable named num in super class:"+ super.num);
   }
   public static void main(String args[]) {
      Sub_class obj = new Sub_class();
      obj.my_method();
   }
}

运行示例

执行上面的程序，将得到以下结果

This is the display method of subclass This is the display method of superclass value of the variable named num in sub class:10 value of the variable named num in super class:20

调用父类的构造函数

如果一个类继承了另一个类的属性，子类会自动获取父类的默认构造函数。但是如果要调用父类的带有参数的构造函数，则需要使用 super 关键字，如下所示。

super(values);

示例代码

下面的程序演示了如何使用 super 关键字来调用父类的参数化构造函数。该程序包含一个父类和一个子类，其中父类包含一个接受整数值的参数化构造函数，我们使用 super 关键字来调用父类的参数化构造函数。

class Superclass {
   int age;
   Superclass(int age) {
      this.age = age;          
   }
   public void getAge() {
      System.out.println("The value of the variable named age in super class is: " +age);
   }
}
public class Subclass extends Superclass {
   Subclass(int age) {
      super(age);
   }
   public static void main(String args[]) {
      Subclass s = new Subclass(24);
      s.getAge();
   }
}

运行示例

执行上面的程序，将得到以下结果

The value of the variable named age in super class is: 24

IS-A 关系

IS-A 是一种概念：这个对象是那个对象的一个类型。让我们看看extends关键字是如何实现继承的。

public class Animal {
}
public class Mammal extends Animal {
}
public class Reptile extends Animal {
}
public class Dog extends Mammal {
}

现在，基于上面的示例，在面向对象中，下面的说法是正确的

Animal 是 Mammal 类的父类。

Animal 是 Reptile 类的父类。

Mammal 和 Reptile 是 Animal 类的子类。

Dog 是 Mammal 和 Animal 的子类。

现在，如果我们考虑 IS-A 关系

Mammal IS-A Animal

Reptile IS-A Animal

Dog IS-A Mammal

因此: Dog IS-A Animal

通过使用 extends 关键字，子类将能够继承父类的所有属性，但父类的私有属性除外。

我们可以通过使用 instanceof 运算符来确保 Mammal 实际上是 Animal。

class Animal {
}
class Mammal extends Animal {
}
class Reptile extends Animal {
}
public class Dog extends Mammal {
   public static void main(String args[]) {
      Animal a = new Animal();
      Mammal m = new Mammal();
      Dog d = new Dog();
      System.out.println(m instanceof Animal);
      System.out.println(d instanceof Mammal);
      System.out.println(d instanceof Animal);
   }
}

运行示例

执行上面的程序，将得到以下结果

true true true

既然我们对 extends 关键字有很好的理解，那么让我们看看 implements 关键字是如何用来获取IS-A关系的。

通常，implements 关键字与类一起使用来继承接口的属性。接口永远不能被类继承。

public interface Animal {
}
public class Mammal implements Animal {
}
public class Dog extends Mammal {
}

instanceof 关键字

让我们使用 instanceof 运算符来检查判断 Mammal 是否真的是 Animal，dog 是否真的是 Animal。

interface Animal{}
class Mammal implements Animal{}
public class Dog extends Mammal {
   public static void main(String args[]) {
      Mammal m = new Mammal();
      Dog d = new Dog();
      System.out.println(m instanceof Animal);
      System.out.println(d instanceof Mammal);
      System.out.println(d instanceof Animal);
   }
}

运行示例

执行上面的程序，将得到以下结果

true true true

HAS-A 关系

这些关系主要基于使用情况。这决定了某个类是否拥有(HAS_A)某事物。这种关系有助于减少代码的重复性，降低代码的错误。

让我们看一个例子

public class Vehicle{}
public class Speed{}
public class Van extends Vehicle {
   private Speed sp;
}

这表明 Van HAS-A Speed。通过为 Speed 提供一个单独的类，我们不必将属于 speed 的整个代码放在 Van 类中，这使得在多个应用程序中重用 Speed 类成为可能。

在面向对象的特性中，用户不需要关心哪个对象在做真正的工作。为了实现这一点，Van 类对 Van 类的用户隐藏了实现细节。所以，基本上发生的情况是用户会要求 Van 类执行某个动作，而 Van 类要么自己完成工作，要么要求另一个类执行动作。

继承类型

在面向对象中各种类型的继承，如下所示。

要记住的一个非常重要的点是 Java 不支持多重继承。这意味着一个类不能继承多个类。因此以下是非法的

public class extends Animal, Mammal{}

然而，一个类可以实现一个或多个接口，这帮助 Java 摆脱了多重继承的不可能性。

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【Java教程】Java 继承

extends 关键字

示例代码

super 关键字

区分成员

示例代码

调用父类的构造函数

示例代码

IS-A 关系

instanceof 关键字

HAS-A 关系

继承类型

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