Java继承分析

本文章观点结合《Java编程思想》、《设计模式之禅》、《大话设计模式》整理而成。站在巨人的肩旁上才能让我们看的更远。

继承

继承是Java编程中重要的一个特性，使用继承可以提高代码的重用性。文字总是显得过于苍白，下面是继承的关系图。

关系图

优点

• 提高代码的重用性，减少创建类的成本，当创建一个类之后，如果有一个类与其具有相似的功能，那么就不需要再创建一个新类。

• 子类可以形似基类，但又和基类不同。有两种方式可以使子类和基类产生差异：
  1、第一种是直接在子类中添加新方法，当基类不能满足我们需求的时候，我们可以使用此方式来解决；

  2、第二种是改变现有基类的方法的行为，也就是Java中的覆盖。

  例如我们Android中自定义View中OnDraw()函数，TextView和ImageView虽然都继承了View，但分别在OnDraw()函数中做了不同的行为；

• 提高代码的可扩展性。

缺点

• 继承是侵入性的。只要继承，就必须拥有父类的所有属性和方法；
• 增强了耦合性。当父类的常量、变量和方法被修改时，需要考虑子类的修改。

里氏替换原则

之所以把这个原则放到继承里面说明，是因为里氏替换原则的核心原理是抽象。而抽象又依赖于继承这个特性。可以说里氏替换原则是对良好的继承定义了一个规范。

定义

所有引用基类的地方必须能透明地使用其子类的对象。这句话的意思是说在基类出现的地方子类就可以出现，而且替换为子类也不会有任何异常。但是反过来就不行了，有子类出现的地方，父类未必就合适出现。

目的

构建扩展性更好的系统，里氏替换原则和开闭原则往往是生死相依、不离不弃的，通过里氏替换原则来达到对扩展开放，对修改关闭的效果。

举例

Android中Window和View的关系来说。

//窗口类
public class Window{
    public void show(View child){
        child.draw();
    }
}

//建立抽象View,测量视图的宽高为公用代码,绘制实现交给具体的子类
public abstract class View(){
    public abstract void draw();
    public void measure(int width,int height){
        //测量视图大小
    } 

}

//文本控件类的实现
public class TextView extends View{
    public void draw(){
        //绘制文本
    }
}

//图片控件类的实现
public class ImageView extends View{
    public void draw(){
        //绘制图片
    }
}
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通过在window类的show函数中传入泛化的View。

向上转型

在Window类的show函数参数是View基类，使用的过程中，此时如果想要显示一个TextView的话，使用方式如下：

Window w = new Window();
w.show(new TextView);
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上面这段代码在show函数中，将TextView看做是View的一种，把子类看做是它的基类的这个过程称为向上转型。

向下转型

我们在使用容器存储对象的时候，因为容器只存储Object类型，所以当将对象引用置入容器时，它必须被向上转型为Object。当取回的时候，就获得了一个对Object对象的引用，而不是存储时的那个类型的对象的引用。那么，怎样才能将它变回存储时的那个对象呢？这里就用到了向下转型，即将上层一个更泛化的类型，向下转型为一个更具体的类型。

向下转型是不安全的，例如上面的代码，TextView是一种View类型，但是不知道某个View是TextView还是ImageView所以除非确切知道所要处理的对象的类型，否则向下转型时就有可能出现ClassCastException。

总结

在开发过程中，使用继承可以大大提高我们开发的效率，在代码设计的过程中，也尽可能的去使用继承这一特性。当然凡事不是绝对，事物总有两面性，如何权衡利弊还需要根据我们的具体情况来做选择，掌握设计模式和编程思想，不一定会让我们变得更好，但至少不会把我们得更差。