面向对象编程第二式：继承（Java篇）

本篇会加入个人的所谓‘鱼式疯言’
❤️❤️❤️鱼式疯言:❤️❤️❤️此疯言非彼疯言
而是理解过并总结出来通俗易懂的大白话,
小编会尽可能的在每个概念后插入鱼式疯言,帮助大家理解的.
🤭🤭🤭可能说的不是那么严谨.但小编初心是能让更多人能接受我们这个概念！！！
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前言

上节面向对象编程第一式：封装中小编提及了，我们面向对象的三大特性就是： 封装，继承，多态。

在本篇文章中，小编将带着大家越入面向对象编程的第二式：继承

那么什么是继承，为什么需要继承，继承的优点有哪些？？？
以及继承和我们上篇学过的封装有什么关联？？？

在小编都会带着大家找到以上问题的答案 💕 💕 💕

一. 继承

小伙伴一定很疑惑为什么要继承呢 🤔 🤔 🤔

1. 继承的初识

Java 中使用类对现实世界中实体来进行描述，类经过 实例化之后的产物对象 ，则可以用来表示现实中的实体

但是现实世界错综复杂，事物之间可能会存在一些关联，那在设计程序是就需要考虑。

比如：狗和猫，它们都是一个动物。

使用Java语言来进行描述，就会设计出：

<1>. 举个栗子

当小伙伴需要定义一个 dog 类时是不是这样写的

// Dog.javaclass Dog{public String name;int age;float weight;public void eat(){System.out.println(name + "正在吃饭");}public void sleep(){System.out.println(name + "正在睡觉");}void Bark(){System.out.println(name + "汪汪汪~~~");}
}

当小伙伴需要定义一个 cat 时是不是这样写的

// Cat.Java
class Cat{String name;int age;float weight;public void eat(){System.out.println(name + "正在吃饭");}public void sleep(){System.out.println(name + "正在睡觉");}void mew(){System.out.println(name + "喵喵喵~~~");}
}

通过观察上述代码会发现，猫和狗的类存在 大量重复 的代码

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那能否将这些共性抽取呢？

面向对象思想中提出了继承的概念，专门用来进行共性抽取，实现代码复用。

2. 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。

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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。

从继承概念中可以看出继承最大的作用就是：实现代码复用，还有就是来实现多态 (下篇文章讲解)。

鱼式疯言

一句话总结下继承的特点就是：

复用代码，共性抽

继承的概念我们明白了，下面就让我们实操一下吧 😃 😃 😃

下面让小编带着感受下继承的语法是怎么样的

3. 继承的语法

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

修饰符 class 子类 extends 父类 {
// …
}

对 cat 和 dog 中场景使用继承方式重新设计：

// Animal.java
class Animal{String name;int age;public void eat(){System.out.println(name + "正在吃饭");}public void sleep(){System.out.println(name + "正在睡觉");}
}
// Dog.java
class Dog extends Animal{void bark(){System.out.println(name + "汪汪汪~~~");}
}class Cat extends Animal{void mew(){System.out.println(name + "喵喵喵~~~");}
}class Test {public static void main(String[] args) {Cat cat=new Cat();cat.name="小喵";cat.sleep();Dog dog=new Dog();dog.name="阿黄";dog.bark();}
}

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从中我们可以看出效果是一样哒，但值得注意的是有以下两点哦 💖 💖 💖

鱼式疯言

注意：

子类会将父类中的成员变量或者成员方法继承到子类中

子类继承父类之后，必须要新添加自己特有的成员，体现出与父类的不同，否则就没有必要继承了。

可小爱同学问题就来了，如果我们子类要访问父类的成员该怎么操作呢！！！

这不小编也准备了嘛，下面请看 💖 💖 💖

4. 父类成员访问

<1>.子类中访问父类不同名的成员变量

在继承体系中，子类将父类中的方法和字段继承下来了

那在子类中能否直接访问父类中继承下来的成员呢？

class Base {int a;int b;
}
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}
}class Test {public static void main(String[] args) {Derived derived=new Derived();derived.method();System.out.println(derived.a);System.out.println(derived.b);System.out.println(derived.c);}
}

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<2>.子类中访问父类同名的成员变量

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
}
}

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由上面的运行结果我们可以看出：

在子类方法中或者通过子类对象访问成员时：

如果访问的成员变量子类中有，优先访问自己的成员变量。
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。
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。

鱼式疯言

总结起来就一句话的事

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。

<3>. 子类访问父类不同的成员方法

class Base {public void methodA(){System.out.println("Base中的methodA()");}
}
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()}
}class Test {public static void main(String[] args) {Derived derived=new Derived();derived.methodA();derived.methodB();derived.methodC();}
}

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从中我们也可以得出一个小收获 ❤️ ❤️ ❤️

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。

<4>. 子类访问父类相同的成员方法

 class Base {public void methodA(){System.out.println("Base中的methodA()");}public void methodB(){System.out.println("Base中的methodB()");}
}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}
}class Test {public static void main(String[] args) {Derived derived=new Derived();derived.methodA(100);derived.methodB();derived.methodC();}
}

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小编具体说明一下吧：

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；

鱼式疯言

还是那句话

成员方法访问遵循就近原则，自己有优先自己的，如果没有则向父类中找。

这时小爱同学就很坚持的问：

那我非要在子类中访问父类的成员变量该怎么做呢？

这时我们就不得不引出下一节的内容： super 关键字啦 😊 😊 😊

二. super 关键字

由于设计不好，或者因场景需要，子类和父类中可能会存在相同名称的成员

如果要在子类方法中访问父类同名成员时，该如何操作？

直接访问是 无法做到 的，Java提供了 super关键字

该关键字主要作用：在子类方法中访问父类的成员。

1. super的实际运用

 class Base {int a;int b;public void methodA(){System.out.println("Base中的methodA()");}public void methodB(){System.out.println("Base中的methodB()");}
}class Derived extends Base{int a; // 与父类中成员变量同名且类型相同char b; // 与父类中成员变量同名但类型不同// 与父类中methodA()构成重载public void methodA(int a) {System.out.println("Derived中的method()方法");}// 与基类中methodB()构成重写(即原型一致，重写下一章详细介绍)public void methodB(){System.out.println("Derived中的methodB()方法");}public void methodC(){// 对于同名的成员变量，直接访问时，访问的都是子类的a = 100; // 等价于： this.a = 100;b = 101; // 等价于： this.b = 101;// 注意：this是当前对象的引用// 访问父类的成员变量时，需要借助super关键字// super是获取到子类对象中从基类继承下来的部分super.a = 200;super.b = 201;// 父类和子类中构成重载的方法，直接可以通过参数列表区分清访问父类还是子类方法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)// 如果在子类中要访问重写的基类方法，则需要借助super关键字methodB();// 直接访问，则永远访问到的都是子类中的methodA()，基类的无法访问到super.methodB();// 访问基类的methodB()}
}class Test {public static void main(String[] args) {Derived derived=new Derived();derived.methodA(100);derived.methodB();derived.methodC();}
}

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从上面的运行结果来看我们可以知道

在子类方法中，如果想要明确访问父类中成员时，借助super关键字即可。

注意事项

1. 只能在非静态方法中使用

2. 在子类方法中，访问父类的成员变量和方法。

至于 super的其他用法 在后文继续介绍哦。

2.父子类构造方法

父子父子，先有父再有子

即：子类对象构造时，需要先调用父类构造方法，然后执行子类的构造方法。

<1>. 栗子说明

class Base {public Base(){System.out.println("Base()");}}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()");}
}class Test {public static void main(String[] args) {Derived d = new Derived();}
}

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所以我们明白了父类与子类构造方法的特点：

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

先要调用父类的构造方法，将从父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。

鱼式疯言

注意：

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
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 （如下图）。

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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。
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

<2>. super 和 this

super和this都可以在成员方法中用来访问：

成员变量和调用其他的成员函数，都可以作为 构造方法的第一条语句

那他们之间有什么区别呢？

同：

都是Java中的 关键字

只能在类的 非静态方法 中使用，用来访问 非静态成员方法和字段

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

异：

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

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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

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

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

3. 父子类代码块优先级

我们还记得之前讲过的代码块吗？

我们简单回顾一下几个重要的代码块：实例代码块和静态代码块。

在没有继承关系时的执行顺序。

宝子们可以参考下面链接哦

未继承的代码块的执行顺序链接

先回顾一下我们上篇文章的代码块的执行顺序：

简单来说就是两句话

静态代码块先执行**，并且只执行一次，在类加载阶段执行**

当有对象创建时，才会执行实例代码块，实例代码块执行完成后，最后构造方法执行

而在本篇文章主要讲解继承关系下代码的 执行顺序

<1>. 举个栗子

class Person {public String name;public int age;public Person(String name, int age) {this.name = name;this.age = age;System.out.println("Person：构造方法执行");}{System.out.println("Person：实例代码块执行");}static {System.out.println("Person：静态代码块执行");}
}
class Student extends Person{public Student(String name,int age) {super(name,age);System.out.println("Student：构造方法执行");}{System.out.println("Student：实例代码块执行");}static {System.out.println("Student：静态代码块执行");}
}class TestDemo4 {public static void main(String[] args) {Student student1 = new Student("张三",19);System.out.println("===========================");Student student2 = new Student("xiaoxiao",20);}public static void main1(String[] args) {Person person1 = new Person("byte",10);System.out.println("============================");Person person2 = new Person("dada",20);}
}

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通过分析结果，我们可以得出以下结论：

1、父类静态代码块优先于子类静态代码块执行，且是最早执行

2、父类实例代码块和父类构造方法紧接着执行

3、子类的实例代码块和子类构造方法紧接着再执行

4、第二次实例化子类对象时，父类和子类的静态代码块都将不会再执行

鱼式疯言

有图有真相

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三. protected 限定符

在面向对象编程第一式：封装章节中，为了实现封装特性

Java中引入了 访问限定符

主要限定： 类者类中成员能否在类外或者其他包中被访问。

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友友们是不是还记得这张图呢，我们已经详细说明了private default public 三个限制符

如果还模糊的小伙伴可以参考下面链接哦

private default public 限制符的详解

那么这篇中我们就来揭开 protected 的神秘面纱

<1>. 栗子one

下面就让我们一起验证下什么叫做 不同包中的子类访问权限

extendo1 的包下

package extend01;
public class B {private int a;protected int b;public int c;int d;
}

extendo1 的包下

package extend01;
public class D extends B{public void method(){// super.a = 10;// 编译报错，父类private成员在相同包子类中不可见super.b = 20;// 父类中protected成员在相同包子类中可以直接访问super.c = 30;// 父类中public成员在相同包子类中可以直接访问super.d = 40;// 父类中默认访问权限修饰的成员在相同包子类中可以直接访问}
}
// extend01包中
// 不同包中的类class TestC {public static void main(String[] args) {D d = new D();d.method();// System.out.println(c.a);// 编译报错，父类中private成员在不同包其他类中不可见System.out.println(d.b);System.out.println(d.c);// 父类中public成员在不同包其他类中可以直接访问System.out.println(d.d);// 父类中默认访问权限修饰的成员在不同包其他类中不能直接访问}
}

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栗子 two

extendo1 的包下

package extend01;
public class B {private int a;protected int b;public int c;int d;
}

extendo2 的包下

package extend02;import extend01.B;
public class C extends B {public void method(){// super.a = 10;// 编译报错，父类中private成员在不同包子类中不可见super.b = 20;// 父类中protected修饰的成员在不同包子类中可以直接访问super.c = 30;// 父类中public修饰的成员在不同包子类中可以直接访问//super.d = 40;// 父类中默认访问权限修饰的成员在不同包子类中不能直接访问}}// extend02包中
// 不同包中的类
class TestC {public static void main(String[] args) {C c = new C();c.method();// System.out.println(c.a);// 编译报错，父类中private成员在不同包其他类中不可见//    System.out.println(c.b);// 父类中protected成员在不同包其他类中不能直接访问System.out.println(c.c);// 父类中public成员在不同包其他类中可以直接访问// System.out.println(c.d);// 父类中默认访问权限修饰的成员在不同包其他类中不能直接访问}
}

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从上面两个栗子的运行结果我们就可以看出：

protected 限定符只要还是与其他限定符**（除了public之外）** 最主要的区别就是能够在 不同包的子类访问父类的成员 。

注意：父类中 private 成员变量虽然在 子类中不能直接访问，但是也继承到子类中了

鱼式疯言

那么话说回来了，我们该在什么场景下使用他们呢！！ !

什么时候下用哪一种呢?

我们希望类要尽量做到 “封装”, 即隐藏内部实现细节, 只暴露出必要的信息给类的 调用者 .

因此我们在使用的时候应该尽可能的使用 比较严格的访问权限.

例如如果一个方法能用 private, 就尽量不要用 public.

另外, 还有一种 简单粗暴 的做法: 将所有的字段设为 private, 将所有的方法设为 public.

不过这种方式属于是对访问权限的滥用, 还是更希望小伙伴们能写代码的时候认真思考,

该类提供的字段方法到底给 “谁” 使用(是类内部自己用, 还是类的调用者使用, 还是子类使用).

四.继承方式

我们了解了继承的逻辑之后，下面就让小编都小小了解一下继承都有哪些方式吧 💕 💕 💕

在现实生活中，事物之间的关系是非常复杂，灵活多样，比如：

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但在 Java 中只支持以下几种继承方式：

在这里插入图片描述
注意：Java中不支持多继承。

时刻牢记, 我们写的类是现实事物的抽象. 而我们真正在公司中所遇到的项目往往业务比较复杂
可能会涉及到一系列复杂的概念, 都需要我们使用代码来表示, 所以我们真实项目中所写的类也会有很多. 类之间的关系也会更加复杂.
但是即使如此, 我们并不希望类之间的继承层次太复杂. 一般我们不希望出现超过三层的继承关系.

如果 继承层次 太多, 就需要考虑对代码进行重构了.

如果想从语法上进行限制继承, 就可以使用 final 关键字

下面就让小编具体讲讲我们 final 的用法吧 💖 💖 💖

五. 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

当 final 修饰变量或者字段时表示： 常量(即不能修改)

public class J3_15 {public static void main(String[] args) {final int a = 10;a = 20; // 编译出错}}

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2. 修饰类

当 final修饰类时表示此类 不能被继承

final class Animal {//...
}class Bird extends Animal {//...public static void main(String[] args) {}
}// 编译出错
//Error:(3, 27) java: 无法从最终com.bit.Animal进行继

在这里插入图片描述

3. 修饰方法

当 final 表示该方法不能被重写(下篇文章介绍)

六. 继承与组合

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。

(这里只是做个简单的了解哦,)

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。

<1>. 举个栗子

就拿我们平常的小汽车举例吧 💕 💕 💕

在这里插入图片描述

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
}