Java的继承与多态_java

文章目录

1.Java类的继承
- 类继承的实现
- 方法覆盖（重写）
- super关键字
- 调用父类构造方法
- - 子类构造方法
  - 构造方法的调用过程
2.封装性访问修饰符
- - 类访问权限
  - 类成员访问权限
3.防止类扩展和方法覆盖
4.抽象类
5.对象转换与多态（重点）
- 对象转换
- instanceof运算符
- 多态与动态绑定

1.Java类的继承类继承的实现

Java语言中实现类的继承用到extends关键字
格式：[public] class SubClass extends SuperClass //类体定义

类继承的几点说明：

子类继承父类中的非private的成员变量与方法
定义类时不加extends关键字，则默认为Object类的直接子类
Java仅支持单重继承

方法覆盖（重写）

子类中可以定义与父类中名字、参数列表、返回值类型都相同的方法，这时子类方法称为覆盖或重写了父类的方法

为防止覆盖方法时写错方法头，可在方法前加==@Override==注解，表示其后方法必须覆盖父类的一个方法，如果注解后方法没有覆盖父类的方法，编译器将给出错误。

关于方法覆盖的注意事项：

父类的private方法不能覆盖，如果子类定义了一个方法在父类中是private的，则这是两个不相关的方法。
父类中的static方法可以被继承，但不可以覆盖，如果子类定义了一个相同的方法，则父类中的方法被隐藏，但仍可以通过类名.方法名()调用

public class class1 {
   public static void method1(){
       System.out.println(666);
   }
}
public class class2 extends class1{
   
}
public class class3 {
   public static void main(String[] args) {
      class2.method1(); // 输出666
   }
}

super关键字

子类中可以使用super关键字来引用当前对象的父类对象，应用场景可能为如下3种情况

在子类中调用父类被覆盖的方法，格式：super.methodName([paramlist])
子类调用父类构造方法 super([paramlist])
在子类中调用父类被隐藏的成员变量 super.variableName

调用父类构造方法子类构造方法

子类不能继承父类的构造方法,java语言规定,在创建子类对象时,必须先创建该类的所有父类,因此,在编写子类的构造方法时,必须保证他能调用父类的构造方法,
调用父类的构造方法有两种方式

使用super关键字
super指直接父类的构造方法,不能通过super调用间接父类的构造方法,如super.super()是不合法的
调用父类默认构造方法
子类构造方法若没有使用super调用父类构造方法,则编译器会自动在子类的构造方法第一句加上super(),即调用父类无参构造,若父类中没有无参构造,则编译器会报错.

public class class1 {
   public class1(int a){
       
   }
}
public class class2 extends class1{
   public class2(){ //此处产生编译错误，默认super()时找不到父类的空参构造。

   }
}

构造方法的调用过程

任何情况下,创建一个类的实例,将会沿着继承链调用所有父类的构造方法,叫做构造方法链,创建子类对象时,系统首先调用所有父类的构造方法,包括根类Object类的构造方法.

2.封装性访问修饰符类访问权限

public修饰，可被任何其他类使用
缺省修饰仅能被同一包中的类使用

类成员访问权限

private修饰：私有成员只能被这个类本身访问，外界不能访问（最体现对象的封装性）。
缺省：一般称为包可访问，成员可被类本身和同包中类访问。
protected修饰:成员可被类本身、同包类。以及子类（包括同包与不同包）访问。
public修饰：可被任何其他类访问，前提是该类是可访问的。

3.防止类扩展和方法覆盖

final修饰类
一个类使用final修饰，该类成为最终类，最终类不能被继承，尝试继承最终类会发生编译错误，例如

   final class A{
    
}
   class B extends A{   //这里发生错误
    
   }

定义final类隐含定义了其中的所有方法都是final都，因此类不能被继承，也不能覆盖其中的方法。
2. final修饰方法
如果一个方法被final修饰，则该方法不能被子类覆盖，否则发生编译错误，例如

class A{
    public final void method(){}
}   
class B extends A{
    public void method(){}  //此处发生编译错误
}

final修饰变量
变量被final修饰，则为常值变量，一旦赋值变不能改变
编译时常量：使用static final组合定义类常量，编译器可以将该变量带入任何用到他的表达式中，减轻运行时负担。
尝试改变final变量会产生编译错误，例如

class Test{
    public static final int size = 50;
    public void methodA(final int i){
        i = i + 1; // 该语句产生编译错误，不能改变final变量值
    }
}

注意：如果final修饰一个引用变量，表示该变量的引用（地址）不能改变，一旦引用被初始化指向一个对象，就无法使他指向另一个对象，但对象本身是可以改变的，java没有提供任何机制使对象本身保持不。

4.抽象类

抽象类是包含抽象方法的类，类前用abstract修饰
定义抽象方法需要在方法前加上abstract修饰符，抽象方法只有方法的声明，没有实现，包含抽象方法的类必须定义为抽象类。
抽象方法的声明后用分号结束，而不需要大括号。

public abstract class Shape(){
    String name;
    public Shape(){}
    public Shape(String name){
        this.name = name;
    }
    public abstract double getArea();
    public abstract double getPerimeter();
}

抽象类中可以定义非抽象方法，可以创建抽象类的子类，子类还可以是抽象类，只有非抽象的子类才能使用new创建该类的对象，抽象类中可以没有抽象方法，但仍需要被子类继承才能实例化。
注意：因abstract类必须被继承而final类不能被继承，所以两个修饰符不能在定义类时同时使用。

5.对象转换与多态（重点）对象转换

子类是父类的特殊化，每个子类的实例都是父类的实例，但反过来不成立，子类和父类对象在一定条件下可以相互转换，成为对象转换或造型，有自动转换和强制转换之分。

向上转换（自动）：子类(类或接口对象) -> 父类（直接或间接）
可以将任何对象转换为继承链中任何一个父类对象，包括Object
向下转换（强制）: 转换运算符"()"

public class CastDemo{
   public static void main(String[] args) {
      Employee emp = new Employee();
      Person p = emp;   //自动类型转换
      emp = (Employee) p;   //强制类型转换
   }
}

注意:不是任何情况下都可以进行强转，例如

public class Example{
   public static void main(String[] args) {
      Person p = new Person();
      Employee employee = (Employee) p; //不能把父类对象强制转换为子类对象 
   }
}

提醒：

上述代码要将父类转换为子类对象，代码编译时没有错误，但运行时会抛出ClassCastException异常
将父类对象转换为子类，必须要求父类对象是由子类构造方法生成的（包括子类型向上转型为父类型）.
当将一个子类对象转换为父类对象时，该引用可以调用重写父类的或从父类继承的方法，这些方法都不是父类的方法，但它不再能看到子类中的特有的方法。

instanceof运算符

用于测试一个实例是否是某种类型或其父类的实例格式：variable instanceof TypeName。该表达式返回逻辑值

public class E{
   public static void main(String[] args) {
      Fruit fruit = new Apple();
      Orange orange = new Orange();
      fruit instanceof Fruit;   //true
      fruit instanceof Orange;  //false
      orange instanceof Fruit;  //true
      orange instanceof Orange; //true
   }
}