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);
    }
}

posted @ 2019-05-07 23:06 yi0123 阅读(356) 评论(0) 编辑收藏举报

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