【JavaSE】继承

继承

继承的概念

Java中使用类对现实世界中实体来进行描述，类经过实例化之后的产物对象，则可以用来表示现实中的实体，但是现实世界错综复杂，事物之间可能会存在一些关联，那在设计程序是就需要考虑。
比如：狗和猫，它们都是一个动物。
用类来抽象出猫和狗

class Dog{
    String name;
    int age;
    boolean loyal;
    public void eat(){
        System.out.println(name + "正在吃饭！！！");
    }
    public void barks(){
        System.out.println(name + "汪汪叫！" + " 年龄 " + age);
    }
}

class cat{
    String name;
    int age;
    boolean Lovely;
    public void eat(){
        System.out.println(name + "正在吃饭！！！");
    }
    public void catchMouse(){
        System.out.println(name + "正在抓老鼠");
    }
}
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会发现猫类和狗类都有相同的成员比如：名字，年龄，吃饭。
那么我们能否对这些共性进行抽取，达到代码的复用呢？
那么我们就需要用到继承来解决这个问题。

class Animal{//将Dog和Cat中的共性进行抽取
    String name;
    int age;
    public void eat(){
        System.out.println(name + "正在吃饭！！！");
    }
}

class Dog extends Animal{//extends是继承的关键字
    boolean loyal;
    
    public void barks(){
        System.out.println(name + "汪汪叫！" + " 年龄 " + age);
    }
}

class cat extends Animal{
    boolean Lovely;

    public void catchMouse(){
        System.out.println(name + "正在抓老鼠");
    }
}
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继承(inheritance)机制：是面向对象程序设计使代码可以复用的最重要的手段，它允许程序员在保持原有类特 性的基础上进行扩展，增加新功能，这样产生新的类，称派生类。继承呈现了面向对象程序设计的层次结构， 体现了由简单到复杂的认知过程。继承主要解决的问题是：共性的抽取，实现代码复用。

以上述的Dog extends Animal为例：
Dog叫做：子类/派生类
Animal叫做：父类/基类/超类

1. 当子类继承父类之后就会吧父类的属性和方法全部继承。
2. 子类继承父类之后，必须要新添加自己特有的成员，体现出与基类的不同，否则就没有必要继承了

父类成员访问

在继承体系中，子类将父类中的方法和字段继承下来了，那在子类中能否直接访问父类中继承下来的成员呢？
对于父类成员的访问，我们用到了关键字super。super.成员变量 访问的是父类的成员变量。super.成员方法 访问的是父类的成员方法

class Base{
    int a;
    int b;
    public void methodA(){
        System.out.println("Base::methodA");
    }
    public void methodB(){
        System.out.println("Base::methodB");
    }
}
public class Derived extends Base {
    int a;
    int c;
    public void methodA(){
        System.out.println("Derived::methodA");
    }
    public void methodC(){
        System.out.println("Derived::methodC");
    }
    public void method(){
        methodA();//成员方法
        super.methodA();
        methodB();
        methodC();
        
        a = 10;
        b = 20;
        c = 30;
        System.out.println(super.a);
        System.out.println(a);
        System.out.println(b);
        System.out.println(c);
    }

    public static void main(String[] args) {
        Derived derived = new Derived();
        derived.method();
    }
}
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在子类方法中 或者 通过子类对象访问成员时：
成员变量：

• 如果访问的成员变量子类中有，优先访问自己的成员变量。
• 如果访问的成员变量子类中无，则访问父类继承下来的，如果父类也没有定义，则编译报错。
• 如果访问的成员变量与父类中成员变量同名，则优先访问自己的。

成员变量访问遵循就近原则，自己有优先自己的，如果没有则向父类中找。

成员方法：

• 成员方法没有同名时，在子类方法中或者通过子类对象访问方法时，则优先访问自己的，自己没有时再到父类中找，如果父类中也没有则报错。
• 通过子类对象访问父类与子类中不同名方法时，优先在子类中找，找到则访问，否则在父类中找，找到则访问，否则编译报错。
• 通过派生类对象访问父类与子类同名方法时，如果父类和子类同名方法的参数列表不同(重载)，根据调用方法适传递的参数选择合适的方法访问，如果没有则报错；
  如果子类中存在与父类中相同的成员时，那如何在子类中访问父类相同名称的成员呢？
  那就用到了super关键字

super关键字

由于设计不好，或者因场景需要，子类和父类中可能会存在相同名称的成员，如果要在子类方法中访问父类同名成员时，该如何操作？直接访问是无法做到的， Java提供了super关键字，该关键字主要作用：在子类方法中访问父类的成员。
在介绍访问父类成员时已经介绍了访问父类的成员变量和成员方法。
super关键字除了上述两种用处以外还有访问父类的构造方法。
我们来了解第三种用法以前我们必须先要知道子类构造方法。

子类构造方法

父子父子，先有父再有子，即：子类对象构造时，需要先调用基类构造方法，然后执行子类的构造方法。
以Dog类继承Animal类为例子，解释子类的构造方法。
类的构造方法在类和对象部分已经学习到了，类在无定义时在运行时会给类默认定义一个无参的构造方法，但是在自己定义一个构造方法运行时便不再默认构造一个无参的构造方法

class Animal{//将Dog和Cat中的共性进行抽取
    String name;
    int age;
    public Animal(String name,int age){
        this.name = name;
        this.age = age;
    }
    public void eat(){
        System.out.println(name + "正在吃饭！！！");
    }
    
}

class Dog extends Animal{//ERROR
    boolean loyal;

    public void barks(){
        System.out.println(name + "汪汪叫！" + " 年龄 " + age);
    }
}
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此时在继承过程中会产生没有默认的构造函数的警告。
原因是在子类对象实例化时需要实例化所有对象，实例化所有对象必须调用父类的构造方法。在没有写构造方法的时候子类的构造方法默认调用父类无参的构造方法，此时父类的构造方法只有两个参数的构造方法所以会报错。
改正方法：在子类的构造方法中用super调用父类定义的构造方法。

class Dog extends Animal{//extends是继承的关键字
    boolean loyal ;
    public Dog(String name,int age,boolean loyal){
        super(name, age);
    }
    public void barks(){
        System.out.println(name + "汪汪叫！" + " 年龄 " + age);
    }
}
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此时不会报错，让我们来使用一下该类

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        Dog dog = new Dog("来福",5, true);
        dog.eat();
        dog.barks();
    }
}
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类构造方法中默认会调用基类的无参构造方法： super();
用户没有写时,编译器会自动添加，而且super()必须是子类构造方法中第一条语句,并且只能出现一次。
在子类构造方法中，并没有写任何关于基类构造的代码，但是在构造子类对象时，先执行基类的构造方法，然后执行子类的构造方法，因为：子类对象中成员是有两部分组成的，基类继承下来的以及子类新增加的部分 。父子父子肯定是先有父再有子，所以在构造子类对象时候 ，先要调用基类的构造方法，从基类继承下来的成员构造完整，然后再调用子类自己的构造方法，将子类自己新增加的成员初始化完整。
注意：

1. 若父类显式定义无参或者默认的构造方法，在子类构造方法第一行默认有隐含的super()调用，即调用基类构造方法
2. 如果父类构造方法是带有参数的，此时需要用户为子类显式定义构造方法，并在子类构造方法中选择合适的父类构造方法调用，否则编译失败。
3. 在子类构造方法中， super(…)调用父类构造时，必须是子类构造函数中第一条语句。
4. super(…)只能在子类构造方法中出现一次，并且不能和this同时出现（因为this(……)和super(……)语法规则都是必须放在构造方法第一行，所以同时存在会才产生矛盾）

super和this的异同

super和this都可以在成员方法中用来访问：成员变量和调用其他的成员函数，都可以作为构造方法的第一条语句，那他们之间有什么区别呢？
【相同点】

1. 都是Java中的关键字

2. 只能在类的非静态方法中使用，用来访问非静态成员方法和字段

3. 在构造方法中调用时，必须是构造方法中的第一条语句，并且不能同时存在

【不同点】

1. this是当前对象的引用，当前对象即调用实例方法的对象， super相当于是子类对象中从父类继承下来部分成员的引用。

2. 在非静态成员方法中， this用来访问本类的方法和属性， super用来访问父类继承下来的方法和属性

3. 在构造方法中： this(…)用于调用本类构造方法， super(…)用于调用父类构造方法，两种调用不能同时在构造方法中出现

4. 构造方法中一定会存在super(…)的调用，用户没有写编译器也会增加，但是this(…)用户不写则没有

其实可以吧this和super看成两个范围大小不同的关键字，supper的访问范围是父类，this的访问范围是子类加父类。

再谈初始化

我们在以前学习过静态代码块和实例代码块，那他们在继承关系中的运行顺序是如何呢？

class Animal{//将Dog和Cat中的共性进行抽取

    {//实例代码块
        System.out.println("实例代码块Animal");
    }
    static {
        System.out.println("静态代码块Animal");
    }
    public Animal(){
        System.out.println("构造方法Animal");
    }
}

class Dog extends Animal{
    {//实例代码块
        System.out.println("实例代码块Dog");
    }
    static {
        System.out.println("静态代码块Dog");
    }
    public Dog(){
        System.out.println("构造方法Dog");
    }
}
public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        Dog dog1 = new Dog();
        System.out.println("==============================");
        Dog dog2 = new Dog();
    }
}
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输出结果：

一般状况下的运行顺序：

1. 静态代码块先执行，并且只执行一次，在类加载阶段执行。
2. 当有对象创建时，才会执行实例代码块，实例代码块执行完成后，最后构造方法执行。

通过分析执行结果，得出在继承关系下的以下结论：

1. 父类静态代码块优先于子类静态代码块执行，且是最早执行

2. 父类实例代码块和父类构造方法紧接着执行

3. 子类的实例代码块和子类构造方法紧接着再执行

4. 第二次实例化子类对象时，父类和子类的静态代码块都将不会再执行

protected 关键字

在类和对象章节中，为了实现封装特性， Java中引入了访问限定符，主要限定：类或者类中成员能否在类外或者其他包中被访问。

package demo;

public class TestDemo {
    protected int a=10;
    public int b = 20;
    int c = 30;
    private int d = 40;
}

package demo;//同一个包中

public class TestDemo2 extends TestDemo{
    public void fun(){
        /*TestDemo testDemo = new TestDemo2();
        testDemo.a;*/
        //ERROR对于protected权限的成员只能用super调用


        System.out.println(super.a);
        System.out.println(super.b);
        System.out.println(super.c);
        //System.out.println(super.d);//ERROR
        
        //子类要想在成员方法中使用父类的成员属性，
		//除了private修饰的成员属性外
		//只要方法的修饰权限大于等于父类成员属性就可以使用
		//例如在相同包中
		//public中可以使用public default  protected
		//default中可以使用default  protected
		//protected中可以使用protected
        
    }
    public static void main(String[] args) {
        TestDemo2 test = new TestDemo2();
        test.fun();
    }
}

package demo2;//另一个包

import demo.TestDemo;

public class Test extends TestDemo{
    public void fun(){
        
        System.out.println(super.a);
        System.out.println(super.b);
        /*System.out.println(super.c);
        System.out.println(super.d);*/ //ERROR
        
		//在不同包中
		//public中可以使用public   protected
		//protected中可以使用protected
    }

    public static void main(String[] args) {
        Test test = new Test();
        System.out.println(test.a);
    }
}
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注意：父类中private成员变量虽然在子类中不能直接访问，但是也继承到子类中了
什么时候下用哪一种呢?

我们希望类要尽量做到 “封装”, 即隐藏内部实现细节, 只暴露出必要的信息给类的调用者.
因此我们在使用的时候应该尽可能的使用比较严格的访问权限. 例如如果一个方法能用 private, 就尽量不要用 public.
另外, 还有一种简单粗暴的做法: 将所有的字段设为 private, 将所有的方法设为 public. 不过这种方式属于是对访问权限的滥用, 还是更希望同学们能写代码的时候认真思考, 该类提供的字段方法到底给 “谁” 使用(是类内部自己用, 还是类的调用者使用, 还是子类使用).

继承方式

注意： Java中不支持多继承。

时刻牢记, 我们写的类是现实事物的抽象. 而我们真正在公司中所遇到的项目往往业务比较复杂, 可能会涉及到一系列复杂的概念, 都需要我们使用代码来表示, 所以我们真实项目中所写的类也会有很多. 类之间的关系也会更加复杂.
但是即使如此, 我们并不希望类之间的继承层次太复杂. 一般我们不希望出现超过三层的继承关系. 如果继承层次太多, 就需要考虑对代码进行重构了.
如果想从语法上进行限制继承, 就可以使用 final 关键字

final 关键字

fifinal关键可以用来修饰变量、成员方法以及类。

1. final修饰变量时变量变为了常量，常量是不可改变的

final int a = 1 0;
a = 20;  // 编译出错
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2. final修饰方法，在继承当中为了避免继承的层数太多超过三次的话用final修饰方法会使该类不能当作父类被继承。

class A {
	
}

class B extends A {
	
}

final class C extends B {
	
}

class D extends C{//ERROR
	
}
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我们平时是用的 String 字符串类, 就是用 fifinal 修饰的, 不能被继承.

3. 修饰方法：表示该方法不能被重写(在多态时候会介绍)

继承与组合

和继承类似, 组合也是一种表达类之间关系的方式, 也是能够达到代码重用的效果。组合并没有涉及到特殊的语法(诸如 extends 这样的关键字), 仅仅是将一个类的实例作为另外一个类的字段。
继承表示对象之间是is-a的关系，比如：狗是动物，猫是动物
组合表示对象之间是has-a的关系，比如：学校有老师和学生

class Student {

}
class Teacher {

}
//以后 我们其实使用组合 还是比较多的
class School {
    //属性 / 字段
    public Student[] students;
    public Teacher[] teachers;
}
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组合和继承都可以实现代码复用，应该使用继承还是组合，需要根据应用场景来选择，一般建议：能用组合尽量用组合。