0022 Java学习笔记-面向对象-继承、多态、组合

继承的特点

• 单继承：每个子类最多只有一个直接父类，注意是直接父类，间接父类个数不限
• 注意父类的概念：A-->B-->C-->D，在这里，ABC都是D的父类，C是D的直接父类，AB是D的间接父类
• 父类和子类是一般和特殊的关系；子类扩展了父类，子类是一种特殊的父类
• Object是所有类的直接或间接父类；定义一个类时，若没有直接指定父类，则默认继承Object类

子类从父类继承了哪些要素

• 子类不继承父类的构造方法，但是总要调用父类的构造方法
• 子类继承了父类的实例变量和实例方法、类变量和类方法，当然前提是没有被private修饰
• 父类中被private修饰的成员，不会被子类继承
• 父类中用final修饰的方法，子类不能重写

方法的重写override

• 子类和父类拥有相同的方法签名，叫做子类重写了父类的方法
• 两同两小一大原则：
  • 两同：方法名相同，形参列表相同
  • 两小：子类方法的返回值跟父类的相等或更小；子类方法抛出的异常要跟父类抛出的相等或更小
  • 一大：子类方法的访问权限要跟父类的相等或更大
  • static：子类方法要跟父类方法一致，要么是类方法，要么是实例方法，二者不能不一致
• 方法重写后，子类对象将无法访问父类的方法，但可以在子类方法中调用父类的方法：super.实例方法，父类名.类方法
• 如果父类方法是private修饰，则子类不能重写该方法；如果子类拥有一个跟父类private方法相同签名的方法，这也不是重写，这是子类新添加的方法，与父类的无关
• 子类方法可能会和父类的方法发生重载
• 父类中用final修饰的方法，子类不能重写

super关键字

• 在子类中，用super关键字调用父类的实例变量或实例方法
• super和static不能同时用来修饰方法；就像this不能和static不能同时修饰方法一样
• 子类从父类继承了一个变量，又再定义了一个变量，而且同名，此时可以用super.变量名或者父类名.变量名来访问父类的这个变量

变量的查找顺序

• 子类方法访问了一个变量，没有显式指定调用者的情况下，按以下顺序查找：
  • 当前方法中，是否有同名的局部变量
  • 当前类中，是否有同名的成员变量
  • 直接父类中，是否有
  • 逐级网上追溯，如果最终没有找到，那么提示编译出错

super调用父类构造器

• 子类虽然不会继承父类的构造器，但总是会调用父类的构造器。调用同一个类的构造器用this，调用父类的用super
• 显式调用：super调用语句写在在构造方法的第一行，因为this也要写在第一行，因此super和this不会同时出现
• 间接调用：子类方法的第一行写的是this，被调用的构造器还得调用父类的构造器
• 隐式调用：无super无this，系统默认调用父类的无参构造
• 子类继承父类，总会一级一级的往上调用父类构造器，直到调用Object的，并且是找到顶部父类构造器后，开始往下一层一层执行
• 比如下面的代码，继承关系：A-->B-->C-->D

public class Test{
    public static void main(String[] args) {
    	D d=new D();
    }
}
class D extends C{
	D(){
		System.out.println("D类构造器");
	}
}
class C extends B{
	C(){
		System.out.println("C类构造器");
	}
}
class B extends A{
	B(){
		System.out.println("B类构造器");
	}
}
class A{
	A(){
		System.out.println("A类构造器");
	}
}

输出：

A类构造器

B类构造器

C类构造器

D类构造器

• 如果父类没有无参构造，子类又需要调用父类的无参构造，那么不能通过编译

多态Polymorphism

• 简单的说，多态就是：在一个金字塔式的继承体系中，创建底部子类对象时，用顶端的父类类型指向这些底部的子类对象，通过相同类型的引用变量调用同一个方法时，会出现不同的结果
• 多态源于：继承+父类型的引用指向子类型的对象+方法的重写
• 引用变量有两个类型，一个是编译时类型，一个是运行时类型
• 向上转型：父类型引用指向子类型对象，向上转型由系统自动完成
• 向上转型的情况下：通过父类型的引用可以调用子类重写了的方法，但不能访问父类中没有子类中才有的实例变量，也就是说实例变量不具有多态性

instanceof与强制类型转换

• 基本类型有强制类型转换，比如(double)16；引用类型也存在强制类型转换
• 比如存在以下继承链：A-->B-->C-->D-->E-->F，B b=new D()，此时用B类型指向D对象，此时可以把b变量转为ACD类型，但不能转为EF类型，抛出异常ClassCastException
• 进行强制类型转换之前，应先用instanceof进行判断能不能转，避免抛出异常
• X变量 instanceof Y类型：判断X变量能不能转为Y类型，可能出现三种情况：
  • true表示可以转，意味着X变量指向的对象的类型，是Y类型或者Y的子类型；
  • false表示不可以转，意味着X变量的类型与Y类型存在父子继承关系，不可能是子父关系，X变量指向的对象的类型与Y类型没有父子或子父关系，二者都是X变量类型的子类型；
  • 编译不通过，表示X和Y没有父子或者子父继承关系

继承与组合

• 继承可以实现代码的复用，但破坏了封装；组合也可以实现代码的复用
• 设计父类遵循的原则：
  • 尽量用private隐藏父类的内部数据，不让子类直接访问父类的成员变量
  • 不要让子类随意访问、修改父类方法。父类辅助性的工具方法，用private修饰；需要让外部调用的方法，用public；不希望子类重写的方法用final修饰；希望子类重写而不希望外部访问则用protected
  • 不要在父类构造器中调用可能被子类重写的方法，后果很严重
• 设计继承的原则：
  • 子类需要增加额外的属性，而不是属性的改变
  • 子类需要增加自己独有的功能或行为，可以增加新方法，或者重写父类方法
  • 不要光出于代码复用的目的设计继承，而要看实际情况，父类和子类是否有"has-a"的关系
• 不想让一个类被继承：
  • final：用final修饰该类为最终类，不能被继承
  • private：用private修饰该类的所有构造方法，这样子类就无法调用该类的构造器，就不能继承了，另外应提供一个静态方法，用来返回该类的对象
• 组合也能实现代码的复用
  • A类复用B类的方法
  • A类中创建B类的对象，并用private修饰
  • 在A类方法中调用B类对象的方法
• 组合还是继承：
  • 继承：子类与父类是"is-a"关系，具体与抽象、特殊与一般的关系
  • 组合：新类与旧类是"has-a"关系，整体与局部的关系

其他：

• 对于子类从父类继承了一个变量，又定义了一个同名变量的情况下，在创建子类对象时，为这两个变量都分配了内存，只是父类变量被隐藏