Java 继承与实现

一、继承（extends）

1.1 继承概念

继承是面向对象的基本特征，它允许子类继承父类的特征和行为，以提高代码的复用率和维护性等。下面一张图生动地展示了继承和类之间的关系：

上图中，“动物”、“食草动物”、“食肉动物”以及各种具体的动物类型，都相当于 Java 中的类，而它们之间的“父子”关系就是继承，每一种具体动物类型的实际个体就是对象，或者说是类的实例。

Java 中继承通过 extends 关键字来声明：

class Father {}
 
class Son extends Father {}

1.2 继承模式

一般来说，面向对象编程语言应该有四种继承模式，但 Java 中只有三种继承模式：单继承、多重继承和多态。某些面向对象语言还具有多继承的继承模式，如 Python。下面一张图生动地展示了四种继承模式的区别。

上图中“不同类继承同一个类”指的就是多态。

1.3 this 关键字

this 关键字从字面意思上面看，是这个的意思，在类中就代表这个类的实例对象本身（并非类本身），这是为了方便调用对象的一些属性和方法而设定。关于 this 这个名称的由来，实际 this 是从 C++ 借鉴而来的，C++ 面向对象中的 this 关键字和 Java 中的 this 关键字有近乎相同的含义。其他的面向对象编程语言也有类似的，但并不是都作为关键字，如 Python 中，拥有类似功能的是一个约定名称为 self 的特殊参数。

我们可以通过 this 关键字来访问该类本身：

class Son {
    Integer age = 6;
    
    void printAge (){
        System.out.println(this.age); // Output: 6
    }
}

1.4 super 关键字

既然有 this 代表本身，就有代表其父类的关键字，那便是 super 了。super 关键字和 this 在范围定义上略有不同，this 代表实例，而 super 代表的是类，且是该类的父类，但并不是指它的某一个具体父类，而是其所有父类的一种合体。

比如说，GrandSon -> Son -> Father，那么对于 GrandSon 而言，this 就表示 GrandSon 的实例对象，而 super 代表 Son 和 Father 的一种合体。你可以认为 super 是一个同时包含 Son 和 Father 的属性及方法的特殊类。

关于 super 关键字名称的由来，实际上，父类更加标准的说法是超类，但是“父子”关系更容易说明继承的关系，所以我们一般会将超类称为父类，但实际上，super 正是超级的含义，意为一种超级的类，即子类的所有父类集合体。其他的编程语言中，也几乎都是用 super 来表示的。

我们可以通过 super 关键字来访问父类：

class Father {
    Integer age = 66;
}
 
class Son extends Father {
    Integer age = 6;
 
    void printAge (){
        System.out.println(this.age); // Output: 6
        System.out.println(super.age); // Output: 66
    }
}

1.5 final 关键字

final 关键字已在其他文章详述，此处不再赘述，详情请见：Java 中的关键字 final 和 static-CSDN博客

1.6 多态

多态是同一个行为具有多个不同表现形式或形态的能力，说简单点，就是“多种形态”。当一个方法有多种不同的实现方式时，或者一个抽象类/接口，有多种不同的实现类时，即为多态。举个贴近日常生活的例子，一支笔（抽象类型），我们不指定它的具体类型，可以用来书写（抽象方法），我们不指定它的具体书写效果，则有很多东西都是属于这支笔的分类，比如不同颜色的黑笔、红笔、蓝笔等实现了不同颜色的效果，是多种形态，那么这就属于多态。前面说的属于从方法角度来讨论的，也可以从类型的角度来考虑，比如毛笔、铅笔、钢笔等，都是笔，但它们并不完全相同。

使用多态有很多好处：

• 消除类型之间的耦合关系；
• 可替换性；
• 可扩充性；
• 灵活性；

一个面向对象程序要拥有良好的结构，那么多态几乎是必不可少的。那么，Java 中的多态是怎么实现的呢？

Java 中实现多态的方式一般有三种：

• 重写：通过重写子类中的方法来实现同一方法名，不同功能的效果，实现多态；
• 接口：一个接口，多种不同的实现，即为多态；
• 抽象类和抽象方法：和接口类似，一个抽象类或者抽象方法，多个不同的子类继承后就有多种不同的实现，也能实现多态；

二、实现（implements）

实现不同于继承，继承是相对于类而言的，实现却是相对于接口而言的，实现的方式比继承多一种，即实现可以“多实现”。所有的面向对象语言都有继承的概念，但并非所有的面向对象语言都有实现的概念，因为只有部分语言拥有真正意义上的接口，如 Java 和 C#。

实现通过 inplements 关键字来声明：

interface Father1 {}
 
interface Father2 {}
 
class Son implements Father1, Father2 {}

接口可以被类实现，但接口本身却不可以被接口实现。也就是说，类既可以继承类，也可以实现接口，但接口只能继承接口，具体情形如下图：

上图中，多条线的地方表示可以”多继承“，但并非真正的多继承。具体可见下面的示例：

interface interface1 {}
interface interface2 {}
interface interface3 extends interface1, interface2 {} // 多“继承”
 
class class1 {}
class class2 extends class1 {} // 继承
 
class class3 implements interface1, interface2 {} // 多实现