JavaSE学习笔记（七）—— 继承&final关键字
一、继承
1.1 引入
首先我来写两个代码：
class Student { String name; int age; public Student(){} //getXxx()/setXxx() public void eat() { System.out.println("吃饭"); } } //定义老师类 class Teacher { String name; int age; public Teacher(){} //getXxx()/setXxx() public void eat() { System.out.println("吃饭"); } }
我们观察上面两个代码：发现name，age成员变量，以及getXxx()/setXxx(),还有eat()等都是相同的。如果我们后来继续定义类，举例：工人类，军人类。他们是不是也具备这些内容。那么，我们每一次定义这样的类的时候，都要把这些重复的内容都重新定义一遍。麻烦不?麻烦。所以，我们要考虑改进?如何改进呢?
我这想的：我能不能把这些相同的内容给定义到一个独立的类中。然后，让这多个类和这个独立的类产生一个关系，有了这个关系后，这多个类就可以具备这个独立的类的功能。为了实现这个效果，java就提供了一个技术：继承。
举个例子：一个父亲有4个儿子，那么继承怎么表示呢?继承的格式是什么样子的呢?
class Fu {} class Zi extends Fu { }
我们就回头修改我们的代码：
class Person { String name; int age; public Person(){} //getXxx()/setXxx() public void eat() { System.out.println("吃饭"); } } class Student extends Person { public Student(){} } class Teacher extends Person { public Teacher(){} }
1.2 继承概述
多个类中存在相同属性和行为时，将这些内容抽取到单独一个类中，那么多个类无需再定义这些属性和行为，只要继承那个类即可。
单独的这个类称为父类，基类或者超类；这多个类可以称为子类或者派生类。
有了继承以后，我们定义一个类的时候，可以在一个已经存在的类的基础上，还可以定义自己的新成员。
【如何实现继承】
通过extends关键字可以实现类与类的继承
class 子类名 extends 父类名 {}
1.3 继承的好处
- 提高了代码的复用性。多个类相同的成员可以放到同一个类中
- 提高了代码的维护性。如果功能的代码需要修改，修改一处即可
- 让类与类之间产生了关系，是多态的前提。（其实这也是继承的一个弊端：类的耦合性很强）
//使用继承前 /* class Student { public void eat() { System.out.println("吃饭"); } public void sleep() { System.out.println("睡觉"); } } class Teacher { public void eat() { System.out.println("吃饭"); } public void sleep() { System.out.println("睡觉"); } } */ //使用继承后 class Person { public void eat() { System.out.println("吃饭"); } public void sleep() { System.out.println("睡觉"); } } class Student extends Person {} class Teacher extends Person {} class ExtendsDemo { public static void main(String[] args) { Student s = new Student(); s.eat(); s.sleep(); System.out.println("-------------"); Teacher t = new Teacher(); t.eat(); t.sleep(); } }
1.4 继承的特点
- Java只支持单继承，不支持多继承。
class Father {} class Mother {} class Son exnteds Father {} //正确的 class Son extends Father,Mother {} // 错误的
- Java支持多层继承(继承体系)
class GrandFather { public void show() { System.out.println("我是爷爷"); } } class Father extends GrandFather { public void method(){ System.out.println("我是老子"); } } class Son extends Father {} class ExtendsDemo2 { public static void main(String[] args) { Son s = new Son(); s.method(); //使用父亲的 s.show(); //使用爷爷的 } }
1.5 继承的注意事项
- 子类只能继承父类所有非私有的成员(成员方法和成员变量)
class Father { private int num = 10; public int num2 = 20; //私有方法，子类不能继承 private void method() { System.out.println(num); System.out.println(num2); } public void show() { System.out.println(num); System.out.println(num2); } } class Son extends Father { public void function() { //num可以在Father中访问private //System.out.println(num); //子类不能继承父类的私有成员变量 System.out.println(num2); } } class ExtendsDemo3 { public static void main(String[] args) { // 创建对象 Son s = new Son(); //s.method(); //子类不能继承父类的私有成员方法 s.show(); s.function(); } }
- 子类不能继承父类的构造方法，但是可以通过super关键字去访问父类构造方法。(后面讲解)
- 不要为了部分功能而去继承
class A { public void show1(){} public void show2(){} } class B { public void show2(){} public void show3(){} } //我们发现B类中出现了和A类一样的show2()方法，所以，我们就用继承来体现 //这样其实不好，因为这样你不但有了show2(),还多了show1()。有可能show1()不是你想要的。 class B extends A { public void show3(){} }
那么，我们什么时候考虑使用继承呢?
继承其实体现的是一种关系："is a"。
比如有Person、Student、Teacher三个类，因为"Student " is "Person"，"Teacher" is "Person"，所以Student和Teacher都可以选择继承Person。
又如Fruit、Apple、Banana，因为"Apple" is "Fruit"，"Banana" is "Fruit"，所以Apple和Banana都可以继承Fruit。
在以后的开发中，我们可以采用假设法来判断能不能使用继承：如果有两个类A,B。只有他们符合A是B的一种，或者B是A的一种，就可以考虑使用继承。
1.6 继承中成员变量的关系
之前我们说，类的组成有：成员变量；构造方法；成员方法。
现在我们又学习了继承，所以，我们就应该来考虑一下，类的组成部分的各自关系。
继承中成员变量的关系:
- 子类中的成员变量和父类中的成员变量名称不一样，这个太简单。
- 子类中的成员变量和父类中的成员变量名称一样，怎么办呢？
class Father { public int num = 10; public void method() { int num = 50; } } class Son extends Father { public int num2 = 20; public int num = 30; public void show() { int num = 40; System.out.println(num);//40 System.out.println(num2);//20 // 找不到符号 //System.out.println(num3); } } class ExtendsDemo4 { public static void main(String[] args) { //创建对象 Son s = new Son(); s.show(); } }
【结论】
在子类方法中访问一个变量的查找顺序：
- 在子类方法的局部范围找，有就使用
- 在子类的成员范围找，有就使用
- 在父类的成员范围找，有就使用
- 如果还找不到，就报错。
1.7 super关键字
class Father { public int num = 10; } class Son extends Father { public int num = 20; public void show() { int num = 30; System.out.println(num);//30 System.out.println(this.num);//20 System.out.println(super.num);//10 } } class ExtendsDemo5 { public static void main(String[] args) { Son s = new Son(); s.show(); } }
问题是：我不仅仅要输出局部范围的num，还要输出本类成员范围的num。怎么办呢?
我还想要输出父类成员范围的num。怎么办呢?如果有一个东西和this相似，但是可以直接访问父类的数据就好了。恭喜你，这个关键字是存在的：super。
【this和super的区别】
分别是什么呢?
- this代表本类对象的引用。
- super代表父类存储空间的标识(可以理解为父类引用,可以操作父类的成员)
怎么用呢?
- 调用成员变量
this.成员变量 调用本类的成员变量 super.成员变量 调用父类的成员变量
- 调用构造方法
this(...) 调用本类的构造方法 super(...) 调用父类的构造方法
- 调用成员方法
this.成员方法 调用本类的成员方法 super.成员方法 调用父类的成员方法
1.8 继承中构造方法的关系
- 子类中所有的构造方法默认都会访问父类中空参数的构造方法。
为什么呢?因为子类会继承父类中的数据，可能还会使用父类的数据。所以，子类初始化之前，一定要先完成父类数据的初始化。
class Father { int age; public Father() { System.out.println("Father的无参构造方法"); } public Father(String name) { System.out.println("Father的带参构造方法"); } } class Son extends Father { public Son() { //注意：子类每一个构造方法的第一条语句默认都是：super(); //super(); System.out.println("Son的无参构造方法"); } public Son(String name) { //super(); System.out.println("Son的带参构造方法"); } } class ExtendsDemo6 { public static void main(String[] args) { //创建对象 Son s = new Son();//Father的无参构造方法 Son的无参构造方法 System.out.println("------------"); Son s2 = new Son("林青霞");//Father的无参构造方法 Son的带参构造方法 } }
- 如果父类没有无参构造方法，那么子类的构造方法会出现什么现象呢？会报错。如何解决呢？
A:在父类中加一个无参构造方法
B:通过使用super关键字去显示的调用父类的带参构造方法
C:子类通过this去调用本类的其他构造方法。（子类中一定要有一个去访问了父类的构造方法，否则父类数据就没有初始化）
class Father { public Father(String name) { System.out.println("Father的带参构造方法"); } } class Son extends Father { public Son() { super("随便给"); System.out.println("Son的无参构造方法"); } public Son(String name) { this(); System.out.println("Son的带参构造方法"); } } class ExtendsDemo7 { public static void main(String[] args) { Son s = new Son(); System.out.println("----------------"); Son ss = new Son("林青霞"); } }
注意事项：this(...)或者super(...)必须出现在第一条语句上。如果不是放在第一条语句上，就可能对父类的数据进行了多次初始化，所以必须放在第一条语句上。
1.9 继承中成员方法的关系
- 子类中的方法和父类中的方法声明不一样，这个太简单。
- 子类中的方法和父类中的方法声明一样，这个该怎么玩呢?
class Father { public void show() { System.out.println("show Father"); } } class Son extends Father { public void method() { System.out.println("method Son"); } public void show() { System.out.println("show Son"); } } class ExtendsDemo8 { public static void main(String[] args) { //创建对象 Son s = new Son(); s.show(); s.method(); //s.fucntion(); //找不到符号 } }
【结论】
通过子类对象调用方法：
- 先找子类中，看有没有这个方法，有就使用
- 再看父类中，有没有这个方法，有就使用
- 如果没有就报错。
1.10 方法重写
【方法重写概述】
子类中出现了和父类中一模一样的方法声明，也被称为方法覆盖，方法复写。
【使用特点】
如果方法名不同，就调用对应的方法
如果方法名相同，最终使用的是子类自己的
【方法重写的应用】
当子类需要父类的功能，而功能主体子类有自己特有内容时，可以重写父类中的方法，这样，即沿袭了父类的功能，又定义了子类特有的内容。
【案例】
定义一个手机类。
class Phone { public void call(String name) { System.out.println("给"+name+"打电话"); } }
通过研究，我发明了一个新手机，这个手机的作用是在打完电话后，可以听天气预报。按照我们基本的设计，我们把代码给写出来了。
class NewPhone{ public void call(String name) { System.out.println("给"+name+"打电话"); System.out.println("可以听天气预报了"); } }
但是呢?我们又发现新手机应该是手机，所以，它应该继承自手机。
class NewPhone extends Phone { public void call(String name) { System.out.println("给"+name+"打电话"); System.out.println("可以听天气预报了"); } }
其实这个时候的设计，并不是最好的。因为手机打电话功能，是手机本身就具备的最基本的功能。所以，我的新手机是不用在提供这个功能的。
class NewPhone extends Phone { public void call(String name) { System.out.println("可以听天气预报了"); } }
但是，这个时候，打电话功能就没有了。这个不好。最终，还是加上这个功能。由于它继承了手机类，所以，我们就直接使用父类的功能即可。那么，如何使用父类的功能呢?通过super关键字调用：
class NewPhone extends Phone { public void call(String name) { super.call(name); System.out.println("可以听天气预报了"); } }
【方法重写的注意事项】
- 父类中私有方法不能被重写。因为父类私有方法子类根本就无法继承
- 子类重写父类方法时，访问权限不能更低。最好就一致
class Father { public void show() { System.out.println("show Father"); } } class Son extends Father { //默认修饰符为protected,访问权限比public低,重写父类方法时报错 /*
void show() { System.out.println("show Son"); }
*/ //父类的访问权限是public时,子类只能是public public void show() { System.out.println("show Son"); } } class ExtendsDemo10 { public static void main(String[] args) { Son s = new Son(); s.show();//报错 } }
- 父类静态方法，子类也必须通过静态方法进行重写。其实这个算不上方法重写，但是现象确实如此，至于为什么算不上方法重写，多态中再讲解
class Father { public static void method() { } } class Son extends Father { //如果此处不加static,编译会出错 public static void method() { } } class ExtendsDemo10 { public static void main(String[] args) { Son s = new Son(); s.method(); } }
【方法重写和方法重载的区别】
方法重写(Override)：在子类中，出现和父类中一模一样的方法声明的现象。
方法重载(Overload)：同一个类中，出现的方法名相同，参数列表不同的现象。
方法重载能改变返回值类型，因为它和返回值类型无关。
1.11 继承练习
【看程序写结果1】
class Fu{ public int num = 10; public Fu(){ System.out.println("fu"); } } class Zi extends Fu{ public int num = 20; public Zi(){ System.out.println("zi"); } public void show(){ int num = 30; System.out.println(num); //30 System.out.println(this.num); //20 System.out.println(super.num); //10 } } class ExtendsTest { public static void main(String[] args) { Zi z = new Zi(); z.show(); } }
结果：
总结：一个类的初始化过程
成员变量进行初始化>默认初始化>显示初始化>构造方法初始化
【看程序写结果2】
class Fu { static { System.out.println("静态代码块Fu"); } { System.out.println("构造代码块Fu"); } public Fu() { System.out.println("构造方法Fu"); } } class Zi extends Fu { static { System.out.println("静态代码块Zi"); } { System.out.println("构造代码块Zi"); } public Zi() { System.out.println("构造方法Zi"); } } class ExtendsTest2 { public static void main(String[] args) { Zi z = new Zi(); } }
结果：
总结：
A:一个类的静态代码块,构造代码块,构造方法的执行流程：静态代码块 > 构造代码块 > 构造方法
B:静态的内容是随着类的加载而加载，静态代码块的内容会优先执行
C:子类初始化之前先会进行父类的初始化
【看程序写结果3】
class X { Y b = new Y(); X() { System.out.print("X"); } } class Y { Y() { System.out.print("Y"); } } public class Z extends X { Y y = new Y(); Z() { //super System.out.print("Z"); } public static void main(String[] args) { new Z(); } }
结果：YXYZ
总结：
A:成员变量的问题
int x = 10; //成员变量是基本类型 Student s = new Student(); //成员变量是引用类型
B:一个类的初始化过程
成员变量的初始化
默认初始化
显示初始化
构造方法初始化
C:子父类的初始化(分层初始化)：先进行父类初始化，然后进行子类初始化。
注意：虽然子类中构造方法默认有一个super()初始化的时候，不是按照那个顺序进行的。而是按照分层初始化进行的。它仅仅表示要先初始化父类数据，再初始化子类数据。
【猫狗案例】
/* 猫狗案例讲解 先找到具体的事物，然后发现具体的事物有共性，才提取出一个父类。 猫： 成员变量：姓名，年龄，颜色 构造方法：无参，带参 成员方法： getXxx()/setXxx() eat() palyGame() 狗： 成员变量：姓名，年龄，颜色 构造方法：无参，带参 成员方法： getXxx()/setXxx() eat() lookDoor() 共性： 成员变量：姓名，年龄，颜色 构造方法：无参，带参 成员方法： getXxx()/setXxx() eat() 把共性定义到一个类中，这个类的名字叫：动物。 动物类： 成员变量：姓名，年龄，颜色 构造方法：无参，带参 成员方法： getXxx()/setXxx() eat() 猫： 构造方法：无参，带参 成员方法：palyGame() 狗： 构造方法：无参，带参 成员方法：lookDoor() */ //定义动物类 class Animal { //姓名 private String name; //年龄 private int age; //颜色 private String color; public Animal() {} public Animal(String name,int age,String color) { this.name = name; this.age = age; this.color = color; } public String getName() { return name; } public void setName(String name) { this.name = name; } public int getAge() { return age; } public void setAge(int age) { this.age = age; } public String getColor() { return color; } public void setColor(String color) { this.color = color; } public void eat() { System.out.println("不要睡了,该吃饭了"); } } //定义猫类 class Cat extends Animal { public Cat() {} public Cat(String name,int age,String color) { super(name,age,color); } public void playGame() { System.out.println("猫玩英雄联盟"); } } //定义狗类 class Dog extends Animal { public Dog() {} public Dog(String name,int age,String color) { super(name,age,color); } public void lookDoor() { System.out.println("狗看家"); } } //测试类 class ExtendsTest5 { public static void main(String[] args) { //测试猫 //方式1 Cat c1 = new Cat(); c1.setName("Tom"); c1.setAge(3); c1.setColor("白色"); System.out.println("猫的名字是："+c1.getName()+";年龄是："+c1.getAge()+";颜色是："+c1.getColor()); c1.eat(); c1.playGame(); System.out.println("---------------"); //方式2 Cat c2 = new Cat("杰瑞",5,"土豪金"); System.out.println("猫的名字是："+c2.getName()+";年龄是："+c2.getAge()+";颜色是："+c2.getColor()); c2.eat(); c2.playGame(); //作业：测试狗 } }
二、final关键字
继承的代码体现
class Fu { public final void show() { System.out.println("这里是绝密资源,任何人都不能修改"); } } class Zi extends Fu { // Zi中的show()无法覆盖Fu中的show() public void show() { System.out.println("这是一堆垃圾"); } } class ZiDemo { public static void main(String[] args) { Zi z = new Zi(); z.show(); } }
由于继承中方法有一个现象：方法重写。所以，父类的功能，就会被子类给覆盖掉。有些时候，我们不想让子类去覆盖掉父类的功能，只能让他使用。这个时候，针对这种情况，Java就提供了一个关键字：final
final关键字是最终的意思，可以修饰类，成员变量，成员方法。
- 修饰类，类不能被继承
- 修饰变量，变量就变成了常量，只能被赋值一次
- 修饰方法，方法不能被重写
class Fu { public int num = 10; public final int num2 = 20; /* public final void show() { } */ } class Zi extends Fu { // Zi中的show()无法覆盖Fu中的show() public void show() { num = 100; System.out.println(num); //无法为最终变量num2分配值 //num2 = 200; System.out.println(num2); } } class FinalDemo { public static void main(String[] args) { Zi z = new Zi(); z.show(); } }
【final修饰局部变量的问题】
基本类型：基本类型的值不能发生改变。
引用类型：引用类型的地址值不能发生改变，但是，该对象的堆内存的值是可以改变的。
class Student { int age = 10; } class FinalTest { public static void main(String[] args) { //局部变量是基本数据类型 int x = 10; x = 100; System.out.println(x);//100 final int y = 10; //无法为最终变量y分配值 //y = 100; System.out.println(y);//10 System.out.println("--------------"); //局部变量是引用数据类型 Student s = new Student(); System.out.println(s.age);//10 s.age = 100; System.out.println(s.age);//100 System.out.println("--------------"); final Student ss = new Student(); System.out.println(ss.age);//10 ss.age = 100; System.out.println(ss.age);//100 //重新分配内存空间 //无法为最终变量ss分配值 ss = new Student(); } }
【final修饰变量的初始化时机】
A:被final修饰的变量只能赋值一次。
B:在构造方法完毕前。(非静态的常量)
class Demo { //int num = 10; //final int num2 = 20; int num; final int num2; { //num2 = 10; } public Demo() { num = 100; //无法为最终变量num2分配值 num2 = 200; } } class FinalTest2 { public static void main(String[] args) { Demo d = new Demo(); System.out.println(d.num); System.out.println(d.num2); } }
