本篇文章是《零基础学Java》专栏的第六篇文章,文章采用通俗易懂的文字、图示及代码实战,从零基础开始带大家走上高薪之路!
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继承
创建一个Person类
我们创建一个用于描述人
的类。我们怎么抽象出一个人
这个类呢?我们以不同的角度做抽象,得到的属性和行为都会有些区别。这里,我们主要从人
的社会属性来抽象。为了表示性别,我们先顶一个枚举类型,该枚举类型中有两个值,用于表示男
、女
,代码如下:
public enum Sex {male,female}
上面的代码写入单独的一个源代码文件中:Sex.java
,因为上面的枚举类型是需要公开使用的,所以,也需要定义为public,因此,必须将之放在独立的源文件中 。
再定义Person这个类,代码如下:
public class Person{ private String name;//姓名 private Sex sex;//性别 private Date birthday;//出生日期 private String ID;//身份证号 //下面是一系列上述私有成员变量的setter和getter public void setName(String name){ this.name = name; } public String getName(){ return name; } public void setSex(Sex sex){ this.sex = sex; } public Sex getSex(){ return sex; } public void setBirthday(Date date){ birthday = date; } public Date getBirthday(){ return birthday; } public void setID(String ID){ this.ID = ID; } public String getID(){ return ID; } public Person(String name, Sex sex, Date birthday, String ID){ this.name = name; this.sex = sex; this.birthday = birthday; this.ID = ID; } }
我们编译上面的Person.java
,它所涉及到的相关的类也会一并编译完成,如:Sex.java
文件。
定义学生
子类
如果我们考虑一个班级的组成,大致有三种类别的人员,学生
、教师
、辅导员
,我们依次进行定义。这三类都具有人
所具有的属性,因此,我们没必要在三个类中重新定义那些公共属性,我们只需继承Person
类即可。当然,这些类一定也具有不同于普通人
的属性和行为。先定义学生
类。
public class Student extends Person { private String studentID;//学号 private Date rollInDate;//入学时间 public void setStudentID(String studentID){ this.studentID = studentID; } public String getStudentID(){ return studentID; } public void setRollInDate(Date rollInDate){ this.rollInDate = rollInDate; } public Date getRollInDate(){ return rollInDate; } public Student(String name, Sex sex, Date birthday, String ID, String studentID, Date rollInDate){ super(name,sex,birthday,ID);//对父类的构造方法的调用 //虽然Student能够继承父类中的私有成员, //但是却不能直接像使用本类中的成员变量一样直接调用, //因此,下句是不能调用的 //this.name = name; this.studentID = studentID; //本类的成员变量,当然可以这么写 this.rollInDate = rollInDate; } }
Student类继承了Person中所有的成员,包括私有的,但是对于子类虽然拥有继承自父类的成员,却不能直接使用。子类可以直接使用的继承来的成员有public和protected修饰的,对于无修饰符的成员变量,如果子类同父类不在同一个包,也是不能使用的。示例如下:
class A{ private int x = 0; protected int y = 1; public int z = 2; int m = 3; A(){ System.out.println("在父类里"); } A(String s){ System.out.println("在父类里 "+s); } } public class B extends A{ //在此处加上int x;会怎么样呢? B(){ System.out.println("在子类里"); } B(String s){ super(s); System.out.println("在子类里 "+s); } public static void main(String s[]){ B b=new B("对吗?"); System.out.println(b.x);//不对哦 System.out.println(b.y); System.out.println(b.z); System.out.println(b.m); } }
继承具有以下特征:
-
子类只能继承自一个父类,它继承父类中的所有成员,甚至包括父类中private所修饰的成员变量或方法。子类中可以定义新的成员变量和成员方法,也可以对父类中的成员变量及成员方法进行重新定义,这种对方法的重新定义称为
复写(override)
-
如果改变了父类中某些功能,而这些功能在子类中未进行复写,那么修改父类的功能改变会影响到子类。
-
父类具有所有继承自它的子类的共同的特征和行为。
继承最基本的作用:代码重用。 继承最重要的作用:方法可以复写。
super的使用
我们在Student
的构造方法中使用了supper(name,sex,birthday,ID);
,这是对父类的构造方法的调用。对于继承关系的类,子类的构造方法总是会调用父类的构造方法:如果没有显式调用,系统会自动调用父类的无参构造方法,但是一旦显式调用,系统就不会再调用父类中的无参构造方法。
class A{ A(){ System.out.println("in A()"); } } class B extends A{ B(){ System.out.println("in B()"); } } class C extends B{ C(){ System.out.println("in C()"); } } class TestExtends{ public static void main(String[] args){ C c=new C(); } }
super的使用同this相似,但是它们两者的本质是不同的,this是引用,而super不是,super指向的不是父类对象,它代表当前子类对象中继承自父类的属性和行为。如图:
什么时候使用super呢?当子类和父类中具有同名的成员时,例如,子类和父类中都有name这个属性,如果要在子类对象中访问继承自父类中的name属性,就需要使用 super
进行区分。
super可以用在什么地方?
- 第一:super和this一样可以用在非静态方法中,不能用在静态方法中。
- 第二:super可以用在构造方法中。一个构造方法第一行如果没有
this(...);
,也没有显式的去调用super(...);
,系统会默认调用super(),因此,如果父类中没有缺省构造方法,则会出错(大家如果注释掉上面代码中的super,测试一下); - 注意:
super(...);
的调用只能放在构造方法的第一行。因此,super(....)
和this(....)
不能共存。super(...);
只是调用了父类中的构造方法,并不会创建父类对象。
复写(override)
复写指子类重定义了父类中的同名方法。什么时候方法要进行复写?如果父类中的方法已经无法满足当前子类的业务需求,需要将父类中的方法功能进行重新进行定义。子类如果复写父类中的方法之后,子类对象一定调用的是复写之后的方法。
发生方法复写的条件:
- 发生在具有继承关系的两个类之间
- 复写发生在继承关系中,必须具有
相同的方法名,相同的返回值类型,相同的参数列表
。 - 复写后的方法不能比被复写的方法拥有缩小的访问权限。
- 复写后的方法所抛出的异常必须和被覆盖方法的所抛出的异常一致,或者是其子类;
- 私有的方法不能被复写,但可以在子类定义和父类中同名的方法(但不称之为复写)
- 构造方法无法被复写。因为子类同父类的构造方法不同。
- 复写指的是成员方法,和成员变量无关。
class A{ private int x=0; protected int y=1; public int z=2; int m=3; void t1(){ System.out.println("在父类t1里"); } } public class B extends A{ void t1(){ super.t1(); System.out.println("在子类t1里"); } public static void main(String s[]){ B b=new B(); b.t1(); System.out.println(b.m); } }
final关键字
final关键字可以出现在类名前、方法前、局部变量前、成员变量前、形参前,它具有如下作用:
- final修饰的类无法被继承
- final修饰的方法无法被复写
- final修饰的局部变量,一旦赋值,不可再改变
- final修饰形参,形参的值在方法体中也无法改变
- final修饰的成员变量必须手动初始化,不能取它的默认值,一般和static联用,如:
public static final int i = 100;
- final修饰的引用类型,该引用不可再重新指向其他的java对象。但是final修饰的引用指向的对象的属性是可以修改的,切不可混为一谈。
定义教师
子类
教师类除了它具有作为人
所具有的特征之外,更多的是教师
的教务特征和功能,由此,我们先定义一个描述课程的类:Course
,如下:
public class Course{ private String courseName; private int courseId; public Course(int courseId, String courseName){ this.courseId = courseId; this.courseName = courseName; } public void setCourseName(String courseName){ this.courseName = courseName; } public String getCourseName(){ return courseName; } public void setCourseId(int courseId){ this.courseId = courseId; } //toString方法继承自Object类 public String toString(){ System.out.println("课程编号:" + courseId + "/n课程名称:" + courseName); } }
我们定义教师
类:Teacher
如下:
public class Teacher extends Person { private String teacherID;//工号 private Date rollInDate;//入职时间 private Course[] teachingCourse; //教授的课程 public void setTeacherID(String studentID){ this.teacherID = teacherID; } public String getTeacherID(){ return teacherID; } public void setRollInDate(Date rollInDate){ this.rollInDate = rollInDate; } public Date getRollInDate(){ return rollInDate; } public void setTeachingCourse(Course[] teachingCourse){ this.teachingCourse = teachingCourse; } public Course[] getTeachingCourse(){ return teachingCourse; } public Teacher(String name, Sex sex, Date birthday, String ID, String teacherID, Date rollInDate, Course[] teachingCourse){ super(name,sex,birthday,ID);//对父类的构造方法的调用 //虽然Student能够继承父类中的私有成员, //但是却不能直接像使用本类中的成员变量一样直接调用, //因此,下句是不能调用的 //this.name = name; this.teacherID = teacherID; //本类的成员变量,当然可以这么写 this.rollInDate = rollInDate; this.teachingCourse = teachingCourse; } }
定义辅导员
类
辅导员是教师,但辅导员在教师的功能基础上又多了一些管理功能,所以辅导员类应该继承自教师类,代码如下:
public class Counsellor extends Teacher{ }
转型(cast)
对于上面所定义的类,我们可以说:a student is a person
,a teacher is a person
,a counsellor is a teacher
,a counsellor is a person
。从这些说法,我们可以看出来一个子类对象的类型是可以看作父类类型的。因此,下面的语句是合法的:
Person p = new Student();
这种情况,我们称之为向上转型(upcast)
,这有点类似于基本类型中的自动类型转换。
有时候,我们也需要把某个父类对象当作一个子类对象使用,我们不鼓励这么用,因为这是不自然的,就像我们不能说:a person is a counsellor
一样,如果非要这么做,我们必须像基本类型的强制类型转换一样使用强制转换,我们称之为向下转型(downcast)
,如下例:
Teacher teacher = new Teacher(); Counsellor counsellor = (Counsellor)teacher;
上例中,我们使用了缺省构造方法,但是,我们并没有定义相关类的缺省构造方法,我们只是为了说明转型
这个概念,大家为了使得上例合法,要么使用带参的构造方法,要么,修正前面定义的相关类。
转型示例:
class T1{ int i = 1; } class T2 extends T1{ int i = 2; } public class TUpcast{ public static void main(String[] args){ T2 t2 = new T2(); System.out.println("t2.i=" + t2.i +"upcast t2.i=" + ((T1)t2).i); //这说明子类中可以重新定义父类中的成员变量,同名的可以隐藏父类中的同名变量,也就是说他们是不同的变量 } }
定义班级
类
一个班级的基本组成,有若干学生、若干教师、一个辅导员,我们定义班级类如下:
public class Classes{ public String className; public int classId; public Student[] students; public Teacher[] teachers; public Counsellor counsellor; public Classes(int classId, String className, Student[] students, Teacher[] teachers, Counsellor counsellor){ this.classId = classId; this.className = className; this.students = students; this.teachers = teachers; this.counsellor = counsellor; } }
一旦某个类创建及测试后,它便具有了某种有用的功能,我们可以创建该类的对象,通过该对象,使用定义好的功能。除此之外,我们还可以通过使用类的继承机制进行复用,也可以把对象放入一个新的类中,称为成员对象,这种新类由其它类对象组成的情况,称为组合(composition)。如上面的Classes
类就是由已有的类成员组合而成。
多态
我们由下面的例子来解释什么是多态,如下:
class Animal{ void eat(){ } } class Cat extends Animal{ void eat(){ System.out.println("鱼好吃!"); } void chasingMouse(){ System.out.println("追啊追,追的好开心!"); } } class Rabbit extends Animal{ void eat(){ System.out.println("萝卜比鱼好吃!"); } void run(){ System.out.println("我比乌龟跑得快!"); } } class Test{ public static void callEat(Animal animal){ animal.eat(); } public static void main(String[] args) { Cat cat = new Cat(); Rabbit rabbit = new Rabbit(); //下面的两个calEat方法在执行的时候,会根据传入的实参类型,选择执行不同类中的eat //这种情况就是多态 callEat(cat); callEat(rabbit); //animal变量存放的为其子类的对象,执行子类对象中的eat方法 Animal animal = cat; animal.eat(); animal = rabbit; animal.eat(); //animal.chasingMouse(); ((Rabbit)animal).run(); //原本animal引用的就是Rabbit对象,downcast是可以的 ((Cat)animal).chasingMouse();//原本animal引用的是Rabbit,rabbit是不能转换为cat的 } }
多态性是通过重载和复写及upcast来体现的。使用多态可以使代码之间的耦合度降低。项目的扩展能力增强。