JavaSE第10篇：面向对象之继承
本篇我们将继续学习面向对象编程，在之前我们已经学习过了面向对象之封装，知道了如何定义一个标准的类及如何创建和使用对象。面向对象有三大特征，封装、继承、多态。那么接下来，我们将会学习面向对象编程的继承。
第一章：继承
1.1-继承概述（了解）
什么是继承？
继承，指的是事物与事物之间的关系。
在生活中，我们所理解的“继承”更多的是“子承父业”，就是儿子与父亲之间存在“继承”关系。
在Java编程中，我们用类来描述事物，那么在面向对象编程中，“继承”指的是类与类之间的关系，通常是子类和父类之间的关系，子类可以继承父类中的非私有成员（属性和方法）。
为什么要有继承？
继承有什么好处呢？
在生活中，很显然，儿子继承父亲的财产，可以少奋斗几十年甚至几辈子。
在编程中，继承有什么作用呢？我们先来看一个需求，需求如下：
- 用面向对象的方式，描述几种动物，狗、猫、牛
- 狗，有名字、年龄、性别、毛色、爱吃食物、会看门
- 猫，有名字、年龄、性别、毛色、爱吃食物、会撒娇
- 牛，有名字、年龄、性别、毛色、爱吃食物、会耕地
此时面临这个需求时，我们通常会定义三种类来描述，描述如下：
我们观察可以发现，会存在这样一种现象：猫、狗、牛，存在一些共性的成员，这些共性都分别在不同的类中定义了。
问题：这样在编程中，就出现的代码冗余（重复），若是以后有更多的动物种类出现，还是要重新定义它们的共性成员，在整个工程看来，代码将会变得越来越冗余，越来越臃肿，不易于程序后期的维护。那如何解决呢？
解决：此时就可以使用继承机制解决代码的冗余问题，抽取共性，让共性复用。抽取的方式就是，抽象出更高级的类（超类、父类），把共性定义在父类中，让其他也要拥有这些共性成员的类作为子类继承父类。
对于上述需求，我们可以抽象出它们的父类，动物类。它们都是动物，动物都有属性-名字、年龄、毛色、性别，都是吃货，最终类的定义描述如下：
所以，在面向对象编程中，继承的作用：
- 提高代码的复用性，减少代码冗余。
- 继承是多态的基础（后续讲解）
总结
- 什么是继承：
- 继承就是，子类与父类之间的关系，子类可以继承父类中的成员。
- 继承的作用：
- 提高代码复用性，减少代码冗余。
1.2-继承的格式（记忆）
通过上述讲解，我们知道了什么是继承以及继承的作用，接下来我们来学习一下Java中定义继承的格式。
格式
关键字：extends
class 父类 {
...
}
class 子类 extends 父类 {
...
}
示例
父类：动物类
package www.penglei666.com.demo03;
/**
* 动物类，父类
*/
public class Animal {
String name;
int age;
String color;
String gender;
public void eat(){
System.out.println("我是吃货！");
}
}
子类：狗类
package www.penglei666.com.demo03;
/**
* 狗类，子类，继承了Animal
*/
public class Dog extends Animal {
public void alert(){
System.out.println("警告，我是看门专家");
}
}
测试类：Test
package www.penglei666.com.demo03;
public class Test {
public static void main(String[] args) {
Dog wc = new Dog();
// 可以使用父类中的属性：name、age、gender、color
wc.name = "旺财";
wc.age = 10;
wc.gender = "公";
wc.color = "yellow";
// 可以调用父类中的方法：eat，也可以调用自己的方法
wc.eat(); // 我是吃货！
wc.alert(); // 警告，我是看门专家
}
}
在上述代码中，Dog类通过extends关键字继承了Animal类，这样Dog类便是Animal类的子类。
从运行结果不难看出，子类虽然没有定义name、age、gender等属性和eat方法，但是却能操作这几个成员。这就说明，子类在继承父类的时候，会自动拥有父类的成员。
1.3-super关键字（记忆）
若是父类中的成员和子类中的成员重名，子类对象在调用重名的成员时，会使怎样的现象呢？
子类和父类成员重名时
父类：Animal
package www.penglei666.com.demo03;
/**
* 动物类，父类
*/
public class Animal {
int age = 10;
}
子类：Dog
package www.penglei666.com.demo03;
/**
* 狗类，子类，继承了Animal
*/
public class Dog extends Animal {
int age = 11;
public void printAge(){
System.out.println("年龄：" + this.age);
}
}
测试类：Test
package www.penglei666.com.demo03;
public class Test {
public static void main(String[] args) {
Dog wc = new Dog();
wc.printAge(); // 输出结果：年龄：11
}
}
通过输出结果可以发现，输出的并不是父类中的结果值，而是子类自己的。
那么，如何在重名的情况下，如何访问到父类中的成员呢？此时可以使用关键字：super
我们之前，学习过this关键字，表示代表调用者本身的引用，而super关键字，表示父类的引用。
super 关键字的使用
使用格式：super.父类成员变量名
修改子类代码：Dog类
package www.penglei666.com.demo03;
/**
* 狗类，子类，继承了Animal
*/
public class Dog extends Animal {
int age = 11;
public void printAge(){
System.out.println("父age：" + super.age);
System.out.println("子age：" + this.age);
}
}
测试类：Test
package www.penglei666.com.demo03;
public class Test {
public static void main(String[] args) {
Dog wc = new Dog();
wc.printAge();
/* 输出结果：
父age：10
子age：11
*/
}
}
1.4-super和this关键字（理解）
父类空间优先于子类对象的产生
在每次创建子类对象时，先初始化父类空间，再创建其子类对象本身。
目的在于子类对象中包含了其对应的父类空间，便可以包含其父类的成员，如果父类成员非private修饰，则子类可以随意使用父类成员。
代码体现在子类的构造方法调用时，一定先调用父类的构造方法。理解图解如下：
super和this的含义：
- super ：代表父类的存储空间标识(可以理解为父亲的引用)。
- this ：代表当前对象的引用(谁调用就代表谁)。
super和this调用成员属性和方法
this.成员变量 -- 本类的
super.成员变量 -- 父类的
this.成员方法名() -- 本类的
super.成员方法名() -- 父类的
super和this调用构造方法
this(...) -- 本类的构造方法
super(...) -- 父类的构造方法
子类的每个构造方法中均有默认的super()，调用父类的空参构造。
手动调用父类构造会覆盖默认的super()。
super() 和 this() 都必须是在构造方法的第一行，所以不能同时出现。
1.5-子类可重写父类方法（理解）
方法重写Override
如果子类父类中出现不重名的成员方法，这时的调用是没有影响的。
对象调用方法时，会先在子类中查找有没有对应的方法，若子类中存在就会执行子类中的方法，若子类中不存在就会执行父类中相应的方法。代码如下：
父类：Fu
package www.penglei666.com.demo04;
public class Fu {
public void fn1(){
System.out.println("父类方法：fn");
}
}
子类：Zi
package www.penglei666.com.demo04;
public class Zi extends Fu {
@Override
public void fn2() {
System.out.println("Zi类中的方法：fn");
}
}
测试类：Test
package www.penglei666.com.demo04;
public class Test {
public static void main(String[] args) {
Zi zi = new Zi();
zi.fn1(); // 输出结果：父类方法：fn
zi.fn2(); // 输出结果：Zi类中的方法：fn
}
}
如果子类父类中出现重名的成员方法，这时的访问是一种特殊情况，叫做方法重写 (Override)。
方法重写 ：子类中出现与父类一模一样的方法时（返回值类型，方法名和参数列表都相同），会出现覆盖效果，也称为重写或者复写。声明不变，重新实现
代码如下：
父类：Fu
package www.penglei666.com.demo04;
public class Fu {
public void fn(){
System.out.println("父类方法：fn");
}
}
子类：Zi
package www.penglei666.com.demo04;
public class Zi extends Fu {
@Override
public void fn() {
System.out.println("Zi类中的方法：fn");
}
}
测试类：
package www.penglei666.com.demo04;
public class Test {
public static void main(String[] args) {
Zi zi = new Zi();
zi.fn(); // 输出结果：Zi类中的方法：fn
}
}
方法重写的应用
子类可以根据需要，定义特定于自己的行为。
既沿袭了父类的功能名称，又根据子类的需要重新实现父类方法，从而进行扩展增强。
比如新的手机增加来电显示头像的功能，代码如下：
父类：Phone
package www.penglei666.com.demo05;
/**
* 父类：Phone
*/
public class Phone {
public void sendMessage(){
System.out.println("发送短信");
}
public void call(){
System.out.println("拨打电话");
}
public void showNum(){
System.out.println("来电显示对方号码");
}
}
子类：
package www.penglei666.com.demo05;
/**
* 子类：NewPhone
*/
public class NewPhone extends Phone {
//重写父类的来电显示号码功能，并增加自己的显示姓名和图片功能
public void showNum(){
//调用父类已经存在的功能使用super
super.showNum();
//增加自己特有显示姓名和图片功能
System.out.println("来电显示对方姓名");
System.out.println("来电显示对方头像");
}
}
测试类：Test
package www.penglei666.com.demo05;
public class Test {
public static void main(String[] args) {
NewPhone np = new NewPhone();
np.showNum();
/**
* 输出结果：
* 来电显示号码
* 来电显示对方姓名
* 来电显示对方头像
*/
}
}
这里重写时，用到super.父类成员方法，表示调用父类的成员方法。
1.6-子类的初始化过程（理解）
构造方法的作用是初始化成员变量的。所以子类的初始化过程中，必须先执行父类的初始化动作。子类的构造方法中默认有一个super() ，表示调用父类的构造方法，父类成员变量初始化后，才可以给子类使用。代码如下：
父类：
package www.penglei666.com.demo06;
public class Fu {
public Fu(){
System.out.println("Fu类构造方法初始化");
}
}
子类：
package www.penglei666.com.demo06;
public class Zi extends Fu {
public Zi(){
// super(); 默认调用super
System.out.println("Zi类构造方法初始化");
}
}
测试类：
package www.penglei666.com.demo06;
public class Test {
public static void main(String[] args) {
Zi zi = new Zi();
/* 执行结果：
Fu类构造方法初始化
Zi类构造方法初始化
*/
}
}
1.7-继承的特点（理解）
特点1：Java只支持单继承，不支持多继承。
//一个类只能有一个父类，不可以有多个父类。
class C extends A{} //ok
class C extends A，B... //error
特点2：Java支持多层继承(继承体系)。
class A{}
class B extends A{}
class C extends B{}
第二章：抽象类
2.1-抽象类概述（了解）
抽象类的由来
当编写一个类时，我们往往会为该类定义一些方法，这些方法是用来描述该类的功能具体实现方式，那么这些方法都有具体的方法体。
分析事物时，发现了共性内容，就出现向上抽取（父类中定义）。
但是，可能会有这样一种特殊情况，就是方法功能声明相同，但方法功能主体不同。
那么这时也可以抽取，但只抽取方法声明，不抽取方法主体。那么此方法就是一个抽象方法。
如：
- 描述狗的行为：吃
- 描述猫的行为：吃
- 描述牛的行为：吃
狗、猫、牛之间有共性，可以进行向上抽取父类定义共性。
抽取它们的所属共性类型：动物。
由于狗、猫、牛都具有吃的功能，但是它们吃的食物不一样（比如：开篇我们的需求狗、猫、牛都是吃货，都有吃的行为，但是吃的食物第不同的，狗啃骨头、猫吃鱼、牛吃草）。
这时在描述动物类时，发现了有些功能不能够具体描述，那么，这些不具体的功能，需要在类中标识出来，通过java中的关键字abstract(抽象)修饰。当定义了抽象方法的类也必须被abstract关键字修饰，被abstract关键字修饰的类是抽象类。
总结
- 抽象方法 ： 没有方法体的方法。
- 抽象类：包含抽象方法的类。
2.2-抽象类、抽象方法的定义和使用（记忆）
抽象方法：
使用abstract 关键字修饰方法，该方法就成了抽象方法，抽象方法只包含一个方法名，而没有方法体。
定义格式：
修饰符 abstract 返回值类型 方法名 (参数列表)；
示例代码：
public abstract void eat()；
抽象类：
如果一个类包含抽象方法，那么该类必须是抽象类。
定义格式：
public abstract class 类名字 {
}
示例代码：
public abstract class Animal {
public abstract void eat();
}
抽象类的使用：
继承抽象类的子类必须重写父类所有的抽象方法。否则，该子类也必须声明为抽象类。最终，必须有子类实现该父类的抽象方法，否则，从最初的父类到最终的子类都不能创建对象，失去意义。
父类：Animal
package www.penglei666.com.demo07;
public abstract class Animal {
public abstract void eat();
}
子类：Dog
package www.penglei666.com.demo07;
public class Dog extends Animal {
@Override
public void eat() {
System.out.println("我爱啃骨头");
}
}
此时的方法重写，是子类对父类抽象方法的完成实现，我们将这种方法重写的操作，也叫做实现方法。
2.3-注意事项（了解）
- 抽象类不能创建对象，如果创建，编译无法通过而报错。只能创建其非抽象子类的对象。
- 理解方式：假设创建了抽象类的对象，调用抽象的方法，而抽象方法没有具体的方法体，没有意义。
- 抽象类中，可以有构造方法，是供子类创建对象时，初始化父类成员使用的。
- 理解方式：子类的构造方法中，有默认的super()，需要访问父类构造方法。
- 抽象类中，可以有成员变量。
- 理解方式：子类的共性的成员变量 , 可以定义在抽象父类中。
- 抽象类中，不一定包含抽象方法，但是有抽象方法的类必定是抽象类。
- 理解方式：未包含抽象方法的抽象类，目的就是不想让调用者创建该类对象，通常用于某些特殊的类结构设计。
- 抽象类的子类，必须重写抽象父类中所有的抽象方法，否则，编译无法通过而报错。除非该子类也是抽象类。
- 理解方式：假设不重写所有抽象方法，则类中可能包含抽象方法。那么创建对象后，调用抽象的方法，没有意义。
第三章：综合案例
案例需求：
某IT公司有多名员工，按照员工负责的工作不同，进行了部门的划分（研发部员工、维护部员工）。研发部根据所需研发的内容不同，又分为JavaEE工程师、Android工程师；维护部根据所需维护的内容不同，又分为网络维护工程师、硬件维护工程师。
公司的每名员工都有他们自己的员工编号、姓名，并要做它们所负责的工作。
工作内容:
-
JavaEE工程师： 员工号为xxx的 xxx员工，正在研发淘宝网站
-
Android工程师：员工号为xxx的 xxx员工，正在研发淘宝手机客户端软件
-
网络维护工程师：员工号为xxx的 xxx员工，正在检查网络是否畅通
-
硬件维护工程师：员工号为xxx的 xxx员工，正在修复打印机
请根据描述，完成员工体系中所有类的定义，并指定类之间的继承关系。进行XX工程师类的对象创建，完成工作方法的调用。
案例分析：
根据上述部门的描述，得出如下的员工体系图
根据员工信息的描述，确定每个员工都有员工编号、姓名、要进行工作。则把这些共同的属性与功能抽取到父类中（员工类），关于工作的内容由具体的工程师来进行指定。
工作内容:
- JavaEE工程师：员工号为xxx的 xxx员工，正在研发淘宝网站
- Android工程师：员工号为xxx的 xxx员工，正在研发淘宝手机客户端软件
- 网络维护工程师：员工号为xxx的 xxx员工，正在检查网络是否畅通
- 硬件维护工程师：员工号为xxx的 xxx员工，正在修复打印机
创建JavaEE工程师对象，完成工作方法的调用。
实现代码：
员工类：Employee
public abstract class Employee {
private String id;// 员工编号
private String name; // 员工姓名
public String getId() {
returnid;
}
publicvoid setId(String id) {
this.id = id;
}
public String getName() {
returnname;
}
publicvoid setName(String name) {
this.name = name;
}
//工作方法（抽象方法）
public abstract void work();
}
定义研发部员工类Developer 继承 员工类Employee
public abstract class Developer extends Employee {
}
定义维护部员工类Maintainer 继承 员工类Employee
public abstract class Maintainer extends Employee {
}
定义JavaEE工程师 继承 研发部员工类，重写工作方法
public class JavaEE extends Developer {
@Override
public void work() {
System.out.println("员工号为 " + getId() + " 的 " + getName() + " 员工，正在研发淘宝网站");
}
}
定义Android工程师 继承 研发部员工类，重写工作方法
public class Android extends Developer {
@Override
public void work() {
System.out.println("员工号为 " + getId() + " 的 " + getName() + " 员工，正在研发淘宝手机客户端软件");
}
}
定义Network网络维护工程师 继承 维护部员工类，重写工作方法
public class Network extends Maintainer {
@Override
public void work() {
System.out.println("员工号为 " + getId() + " 的 " + getName() + " 员工，正在检查网络是否畅通");
}
}
定义Hardware硬件维护工程师 继承 维护部员工类，重写工作方法
public class Hardware extends Maintainer {
@Override
public void work() {
System.out.println("员工号为 " + getId() + " 的 " + getName() + " 员工，正在修复打印机");
}
}
在测试类中，创建JavaEE工程师对象，完成工作方法的调用
public class Test {
public static void main(String[] args) {
//创建JavaEE工程师员工对象
JavaEE ee = new JavaEE();
//设置该员工的编号
ee.setId("000015");
//设置该员工的姓名
ee.setName("小明");
//调用该员工的工作方法
ee.work();
}
}
