Java面向对象-继承/重写/多态

继承

Java通过extends关键字实现继承，每个类至多有一个直接父类（抛弃了C++多继承，私有继承和保护继承）；

子类无法继承父类private成员/，static变量/方法；

• 针对父类private方法，子类同名方法属于自定义方法，不存在方法重写；
  

---

重写/覆盖(@Override)

子类方法重写规则

• 方法签名必须想同；
  
• 重写方法返回值类型/抛出异常类型 <= 父类；
  
• 重写方法访问权限 >= 父类；
  
• 重写方法类型 = 父类（同为static方法/实例方法）；

方法重写(override)与方法重载(overload)

• 方法重写：发生在父类和子类同名方法之间；
  
• 方法重载：发生在同一个类中的同名方法之间；
  

---

子类访问父类成员（被子类继承）顺序

子类调用父类构造器（内部）

• 子类不继承父类构造器，通过super访问；
  
• super调用父类构造器，必须出现在子类构造器执行体的第一行；
  
• 创建任何对象，构造器执行顺序是从所在继承树最顶层类的构造器执行；

子类调用父类实例方法

• 子类调用父类实例方法原则：无论方法重载/重写，优先子类，其后父类；
• 方法签名(signature)：方法的方法名和参数列表；
• 子类调用对象方法时，编译器根据方法签名依次检查该子类的重载方法（如果存在），否则查找其父类的同名方法；
• 子类调用父类实例方法时，根据访问控制权限，
• 内部，通过super访问父类方法；
• 外部，通过子类引用无法访问父类重写方法，可访问父类未重写方法；

子类访问父类static成员

• 根据访问控制，通过父类名直接访问父类static变量/方法，无需考虑覆盖；
  

子类内部访问父类实例变量（内部）

• 无论是否同名，子类默认访问子类变量，通过super访问父类实例变量；
  

---

多态(polymorphism)

静态绑定与动态绑定

绑定：确定方法调用主体的过程；

Java绑定机制：Java引用类型分为编译时类型和运行时类型；方法调用时的调用主体只有在执行过程中才被决定，而不是在编译时决定；

子类对象调用方法时，编译器调用对象方法的方式分为静态绑定与动态绑定；

• 静态绑定：编译时根据定义确定调用方法主体；
• 定义如果是private/static/final/构造器方法，编译器准确知道应该调用哪个方法；
• 动态绑定：运行时确定调用方法的主体；

子类对象调用重载方法顺序

• 方法签名(signature)：方法的方法名和参数列表；
  
• 子类调用对象方法时，编译器根据方法签名依次检查该子类的重载方法，否则查找其父类的同名方法（优先子类，其后父类）；
  
• 虚拟机为每个类创建一个方法表(method table)，便于编译器动态选择调用对象方法；
  

向上转型与向下转型

• 向上转型(upcasting)：父类引用指向子类对象。编译器在编译期间仅识别父类变量是父类类型，必须使用强制类型转换将父类类型转换为子类类型；
• 向下转型(downcasting)：子类引用指向父类对象。编译器知道子类类型一定是父类类型，允许隐式的向上转型；
• 适用场合：当调用方法时子类自定义方法时；
• 编译阶段通过，可能出现运行抛出异常，存在安全风险，须用instanceof检查；

多态

• 多态：当子类继承父类/接口时重写父类方法，用父类引用向指向子类对象【向上转型】时，
1. 编译阶段，父类对象与调用方法进行静态绑定；
2. 运行阶段，子类对象与调用方法进行动态绑定（动态绑定的前提是必须通过静态绑定）；
3. 两种阶段的绑定不一致，导致“多态”；
• 产生多态的必要条件：存在继承关系，存在方法重写，父类引用指向子类对象；
  
• 多态好处：编程尽量面向父类或抽象类型，通过多态降低了软件的耦合度，增强软件的扩展能力；

intanceof运算符（对象类型转换）

intanceof用于检查对象类型之间强制转换/对象是否实现指定接口，语法格式是：

if(ReferenceName intanceof ClassName/InterfaceName) {
  ...
}

运算结果返回true，表示引用类型与指定类/接口之间存在继承关系，允许进行强制类型转换；

 

---

final/阻止继承

final变量

final修饰的成员变量初始化后不可改变

• final成员变量初始化必须显式初始化；
  
• final变量可作为“宏变量”，初始值在编译时确定（类比于C++中的const运算符）；
  
• final引用类型，实质上只保证该引用类型变量引用地址不变，并不保证所指向对象不变；
  

final方法

• final方法不可被重写，向编译器指明静态绑定；
  
• final方法可以被重载；
  
• final与abstract不可同时使用；
  

final类

• final类不可被继承；
  
• final类中的所有方法自动为final方法；
  

---