第4章继承与多态概要

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1、第4章 继承与多态,利用继承，可以基于已经存在的类构造新类，还可以在新类中添加一些新的成员或修改继承了的成员，以满足新的需求。 而多态是在继承的基础上引出的，可以解决子类父类中的成员重名问题。,为什么需要继承？,以下解决方案中有什么问题？,如何解决？,4.1 继 承 概 述,利用继承可以很好地实现代码重用问题。 在利用已有的类构造新类时，新类保留已有类的属性和行为，并可以根据要求添加新的属性和行为。 例如，卡车具有一般汽车的属性，而特有的属性就是载货。 曾经介绍过类之间的关系：“USES-A”关系、“HAS-A”关系、“IS-A”关系。其中，“IS-A”关系是继承的一个特征。,4.1.1 超类

2、、子类,被继承的类一般称为“超类”或“父类”，继承的类称为“子类”。 当子类继承超类时，不必写出全部的实例变量和方法，只需声明该类继承了的已定义的超类的实例变量和方法即可。 继承节省了定义新类的大量工作，可以方便地重用代码。 但一个子类不必非要使用继承下来的属性和方法，一个子类可以选择覆盖已有的属性和方法，或添加新的属性和方法。,4.1.2 继承层次,继承关系可以用树形层次表达出来。 为汽车类的继承层次关系，注意，汽车类定义了品牌、价格、最高时速等属性（成员变量），以及刹车、启动等方法。当定义继承汽车类的子类卡车时，它自动继承汽车类的属性和方法。 继承只是代码重用的一种方式，滥用继承会造成很严

3、重的后果。 只有当需要向新类添加新的操作，并且把已存在类的默认行为融合进新类中时，才需要继承已存在的类。,4.1.2 继承层次,4.2 Java中的继承,在Java中，实际上所有的类均直接或间接继承自java.lang.Object类，也可以说Object类是Java中的总根类。 实际开发中，如不特殊指定，开发人员自己定义的类均直接继承自Object类。,4.2.1 派生子类,在Java中，类的继承通过entends关键字实现。在创建新类时，使用extends指明新类的父类，具体语法如下。 class 子类名 extends 父类名 子类类体 ,4.2.2 继承规则,当类B成功继承类A后，就涉

4、及到成员变量的继承问题。下面将从两个方面介绍成员变量继承的相关知识，主要包括成员变量的继承规则与成员变量的隐藏。 1成员变量的继承规则（取决于访问权限） 2成员变量的隐藏 对于成员变量来说，当子类本身具有与继承自父类的成员变量名称相同的成员变量时，便构成了成员变量的隐藏。其含义是，在子类中直接调用该成员变量时，将调用的是子类中本身具有的成员变量，而不是从父类继承的成员变量，,例题4-1 public类型成员变量示例1,例题4-2 public类型成员变量示例2,例题4-3 成员变量隐藏示例,读程序，看输出结果是多少？,4.2.3 方法的继承与覆盖,方法继承允许子类使用父类的方法，而覆盖是在子类

5、中重新定义父类中的方法，更显示了继承的灵活性。 1方法的继承 方法也是一种成员，因此继承规则与成员变量的继承规则完全一样 其是否能被继承同样取决与访问限制。,4.2.3 方法的继承与覆盖,2方法的覆盖 子类的自身方法中，若与继承过来的方法具有相同的方法名，便构成了方法的重写（有的资料称之为方法的覆盖）。 * 子类的方法名称返回类型及参数签名 必须与父类的一致 * 子类方法不能缩小父类方法的访问权限 * 方法覆盖只存在于子类和父类之间，同一个类中只能重载 * 父类的静态方法不能被子类覆盖为非静态方法 * 父类的非静态方法不能被子类覆盖为静态方法 * 父类的私有方法不能被子类覆盖,public c

6、lass Vehicle /startUp方法表示一般交通工具的启动功能 public void startUp() System.out.println(“一般交通工具的启动方法！“); public class Car extends Vehicle public void startUp() System.out.println(“轿车的启动方法！“); public class Sample4_5 public static void main(String args) /创建对象并调用方法 Car c=new Car(); System.out.print(“实际调用的方法为：“);

7、 c.startUp(); ,4.2.4 this与super,在Java中，this和super与继承是密切相关的。this常用来引用当前对象，而super常用来引用父类对象。 1this 方法中的某个对象与当前对象的某个成员有相同的名字，这时为了不至于混淆，可以使用this关键字来指明要使用某个成员，使用方法是“this.成员名”，即使用this隐式地引用对象的实例变量和方法。 2super super用来引用父类的成员，包含父类的构造函数、属性以及方法。使用方法为super变量名或super.方法名（实参）。,this使用示例,public class Sample4_8 private

8、 int x, y; public Sample4_8(int x, int y) this.x = x; this.y = y; public Sample4_8() this(0, 0); public static void main(String srgs) Sample4_8 s = new Sample4_8(); System.out.println(s.x); System.out.println(s.y); ,修改程序，演示super的用法,super使用示例,public class Person public String info = “我是父类“; public st

9、atic void printMessage(String s) System.out.println(s); public Person() printMessage(“A Person.“); public Person(String name) printMessage(“A person name is:“ + name); ,public class Sample4_9 extends Person public Sample4_9() super(); printMessage(“相关信息:“); System.out.println(super.info); public Sam

10、ple4_9(String name) super(name); printMessage(“名字:“ + name); public Sample4_9(String name, int age) this(name); printMessage(“年龄:“ + age); public static void main(String args) Sample4_9 cn = new Sample4_9(); cn = new Sample4_9(“张三“); cn = new Sample4_9(“张三“, 22); ,4.3 强制类型转换,本节中的强制类型转换只在继承过程中发生引用类型转

11、换，而不是基本数据类型的转换。 引用类型转换指对象引用的强制类型转换，在学习对象引用的强制类型转换之前，先介绍一下对象引用能指向什么样的对象。通过前面几章的学习，可以知道不管什么类型的对象引用，均能指向其自身类型的对象实例，下面的代码说明了这个问题。 1 /汽车类型的引用c指向汽车类型的对象 2 Car c=new Car(); 3 /卡车类型的引用t指向卡车类型的对象 4 Truck t = new Truck();,class Vehicle class Car extends Vehicle class Truck extends Car Truck类继承自Car类，所以Truck类也是

12、Vehicle类派生出来的子类。 Vehicle v = new Car(); v=new Truck(); Car c = new Truck();,4.4 动 态 绑 定,所谓的动态绑定，对象在调用方法的时候能够自己判断该调用谁的方法。 所以动态绑定一般发生在继承、方法重载时。 那么发生方法重载时，编译器如何确定调用的方法呢？,4.4 动 态 绑 定,例如，调用c.f（arg）时，首先需要将c声明为B类的对象。此时，如果在B类中，存在多个f方法，只是f的参数类型不同，调用f（int）或者f（String）时，编译器逐一列举B类中所有名为f的方法以及B类超类中访问权限为public的名为f的

13、方法。如果存在与c.f（arg）中arg类型相匹配的方法，那么就调用这个方法。 由此，调用哪个方法依赖于隐式参数的实际类型。这个过程可以就是一个动态绑定的过程。,4.4 动 态 绑 定,如果setName( )是private、static 或者final类型的，就不用进行动态绑定了，因为系统编译器可以自己准确的知道要调用哪些方法。 由于Java中允许类型转换，所以要找到合适的方法是一个复杂的过程。 如果编译器没有找到合适的方法，则直接报错，抛出异常。,4.5 终止继承：Final类和Final方法,关键字Final不但可以用来修饰变量，而且对类及其方法的继承也有很大的影响。 本节将从类与方法

14、两方面介绍final关键字的功能。,4.5.1 Final类,当关键字final用来修饰类时，其含义是该类不能再派生子类。 换句话说，任何其他类都不能继承用final修饰的类，即使该类的访问限制为public类型，也不能被继承；否则，将编译报错。 那么什么时候应该使用final修饰类呢？ 只有当需要确保类中的所有方法都不被重写时才应该建立最终（final）类,注意：只要有Final这个关键字来修饰类时，子类就不能继承父类,4.5.2 Final方法,当用final关键字修饰方法后，该方法在子类中将无法重写，只能继承。,在Son类中show()方法覆盖了Father中的show(),被覆盖的方法

15、被final修饰，那final方法不能被继承。,4.5.2 Final方法,要恰当使用final的方法; 只有在子类覆盖某个方法会带来问题时，再将此方法设为final的方法，一般情况下可以不必使用; 因为防止子类覆盖会失去一些面向对象的优点，包括通过覆盖实现的可扩展性。,4.6 抽 象 类,在现实世界中，当人们认识世界时，也会把现实世界很多具有相同特征的事物归为一个抽象类。 例如，水果是很多种具体植物果实的总称（抽象类），当需要拿出一个水果的实例时，拿出来的不是苹果就是香蕉等具体种类的实例，拿不出只是水果的实例。在需要一个抽象类实例时，只能用某个具体类的实例来代替。 Java是用来抽象和描述现

16、实世界的，因此也提供抽象类，并且其永远不能实例化，其唯一用途是用于继承扩展。,4.6.1 抽象类,如果从上而下观察类的层次结构，位于上层的类更具有通用性。 一般情况下，人们这将这些通用的类作为派生其他类的基类。 在Java中，可以使用abstract关键字声明抽象类和抽象方法。,注意：抽象类不能进行实例化 abstract和final不能同时使用,4.6.2 抽象的方法,抽象方法，其具体实现是在子类中。 抽象方法是只有方法声明，没有方法体，使用abstract关键字来声明的方法。 因为抽象方法没有方法体，用分号表示声明结束，下面给出了抽象方法的声明。 public abstract void startup ( ),注意：非抽象类Car中不能有抽象的方法startUp()。要正常编译，需将Car类声明为抽象类,abstract class Car / 定义