java面向对象编程【高级篇】之继承
目录
- 🚀前言
- 🤔什么是继承？
- 🌟权限修饰符
- 💯private 修饰符
- 💯默认（无修饰符）
- 💯protected 修饰符
- 💯public 修饰符
- 💯归纳
- 🦜继承的特点
- 💯单继承
- 💯Object类
- 💯就近原则
- ✍️方法重写
- 💯@Override
- 💯方法重写的注意事项
- 💯toString方法重写
- 🐧子类构造器的特点
- 💯this与super的区别
🚀前言
大家好！我是 EnigmaCoder。
本文主要介绍java面向对象编程中的继承部分，包括定义、权限修饰符、特点、方法重写等。
🤔什么是继承？
在java中，继承是面向对象的三大特性之一，它允许一个类（称为子类或派生类）直接获取另一个类（称为父类或超类或基类）的属性和方法，从而实现代码重用和建立类之间的层次关系。
- 使用
extends关键字完成继承，格式如下：
class A{} //父类A
class B extends A{} //子类B继承父类A
- 子类能继承父类的非私有成员（成员变量、成员方法）。
- 子类的对象是由子类和父类共同完成的。
代码案例：
class Person {private String name;private int age;public void setName(String name){this.name=name;}public String getName(){return name;}public void setAge(int age){this.age=age;}public int getAge(){return age;}
}class Student extends Person{
}class Test{public static void main(String[] args){Student stu =new Student();stu.setName("张三");stu.setAge("18");System.out.println("姓名："+stu.getName()+"，年龄："+stu.getAge());}
}
运行结果：
姓名：张三，年龄：18
可见，通过继承的功能可以直接将父类中的操作拿到子类中使用，即使子类中没有定义任何操作。
当然，子类也可以定义自己的属性和方法，可以通过子类扩展父类的功能，例如：
class Student extends Person{private String school;public void setSchool(String school){this.school=school;}public String getSchool(){return school;}
}
这样，主方法中也能
setSchool()和getSchool()方法。
🌟权限修饰符
💯private 修饰符
- 访问权限：只能在定义它的类内部被访问。
- 使用场景：常用于隐藏类的内部数据和实现细节，防止外部直接访问和修改，保证数据的安全性和封装性。
- 示例代码：
class PrivateExample {// 私有成员变量private int privateVariable = 10;// 私有方法private void privateMethod() {System.out.println("This is a private method.");}public void accessPrivateMembers() {// 可以在类内部访问私有成员System.out.println(privateVariable);privateMethod();}
}public class Main {public static void main(String[] args) {PrivateExample example = new PrivateExample();// 以下代码会报错，因为不能在类外部访问私有成员// System.out.println(example.privateVariable); // example.privateMethod(); example.accessPrivateMembers();}
}
💯默认（无修饰符）
- 访问权限：也称为包访问权限，只能被同一个包中的类访问。
- 使用场景：当你希望某些类、方法或变量仅在同一个包内可见时使用，有助于组织和管理代码，将相关的类放在同一个包中并相互访问。
- 示例代码：
// 假设在 com.example 包下
package com.example;class DefaultExample {// 默认成员变量int defaultVariable = 20;// 默认方法void defaultMethod() {System.out.println("This is a default method.");}
}// 同一个包中的另一个类
class AnotherClassInSamePackage {public static void main(String[] args) {DefaultExample example = new DefaultExample();// 可以在同一个包中访问默认成员System.out.println(example.defaultVariable);example.defaultMethod();}
}
💯protected 修饰符
- 访问权限：可以被同一个包中的类访问，也可以被不同包中的子类访问。
- 使用场景：当你希望某个类的成员不仅能在同一个包中被访问，还能被不同包的子类继承和使用时使用。
- 示例代码：
// 假设在 com.parent 包下
package com.parent;public class ParentClass {// 受保护的成员变量protected int protectedVariable = 30;// 受保护的方法protected void protectedMethod() {System.out.println("This is a protected method.");}
}// 假设在 com.child 包下
package com.child;import com.parent.ParentClass;class ChildClass extends ParentClass {public void accessProtectedMembers() {// 可以在不同包的子类中访问受保护成员System.out.println(protectedVariable);protectedMethod();}
}public class Main {public static void main(String[] args) {ChildClass child = new ChildClass();child.accessProtectedMembers();}
}
💯public 修饰符
- 访问权限：可以被任何类访问，无论这些类是否在同一个包中，也无论它们是否存在继承关系。
- 使用场景：常用于定义公共的 API，如公共类、公共方法和公共常量等，方便其他类使用。
- 示例代码：
// 假设在 com.publicapi 包下
package com.publicapi;public class PublicExample {// 公共成员变量public int publicVariable = 40;// 公共方法public void publicMethod() {System.out.println("This is a public method.");}
}// 可以在任何包中的类中访问公共成员
public class Main {public static void main(String[] args) {PublicExample example = new PublicExample();System.out.println(example.publicVariable);example.publicMethod();}
}
💯归纳
| 权限修饰符 | 本类 | 同一个包中的类 | 不同包中的子类 | 不同包中的非子类 |
|---|---|---|---|---|
private | 可以访问 | 不可访问 | 不可访问 | 不可访问 |
默认（无修饰符） | 可以访问 | 可以访问 | 不可访问 | 不可访问 |
protected | 可以访问 | 可以访问 | 可以访问 | 不可访问 |
public | 可以访问 | 可以访问 | 可以访问 | 可以访问 |
🦜继承的特点
💯单继承
java只允许单继承，不能使用多重继承，即一个子类只能继承一个父类；也允许多层继承，即一个子类可以继承一个父类，这个父类也可以继承一个父类。
- 错误代码：
class A{}
class B{}
class C extends A,B{} //同时继承两个类，代码错误
- 多层继承：
class A{}
class B extends A{}
class C extends B{}
💯Object类
在 Java 里，Object 类是所有类的父类，即每个类都直接或间接地继承自 Object 类。这意味着 Java 中的任何对象都能调用 Object 类所定义的方法。
- 顶级父类：作为 Java 类层次结构的顶端，所有类默认继承它，无需显式声明。
- 多态基础：由于所有类都继承自
Object类，所以可以将任何对象赋值给Object类型的变量，为多态性提供了基础。
💯就近原则
在子类方法中访问其它成员，是依照就近原则的。
- 先子类局部范围找，然后子类成员范围找，然后父类成员范围找，如果都未找到就报错。
注意：如果子父类中，出现了重名成员，会优先使用子类的。如果想要在子类中使用父类的，就需要用到super关键字。
格式如下：
super.父类成员变量/父类成员方法
代码示例如下：
public class Test {public static void main(String[] args) {Zi zi=new Zi();zi.show();}
}
class Fu {String name="父类的name";public void run(){System.out.println("父类的run方法");}
}
class Zi extends Fu{String name="子类的name";public void show(){String name="show的name";System.out.println(name);//show的nameSystem.out.println(this.name);//子类的nameSystem.out.println(super.name);//父类的namesuper.run();//父类的run方法run();//子类的run方法}public void run(){System.out.println("子类的run方法");}}
运行结果：
show的name
子类的name
父类的name
父类的run方法
子类的run方法
✍️方法重写
当子类觉得父类中的某一个方法不好用，或者无法满足自己的需求时，子类可以重写一个方法名称、参数列表一样的方法，去覆盖父类的这个方法，这就是方法重写（声明不变，重新实现）。
- 代码示例：
public class Test {public static void main(String[] args) {Cat cat = new Cat();cat.eat();}
}class Cat extends Animal{@Overridepublic void eat() {System.out.println("猫吃鱼");}
}class Animal {public void eat() {System.out.println("动物吃东西");}
}
- 运行结果：
猫吃鱼
这段代码中，子类
Cat继承父类Animal，子类中的eat方法重写了父类中的eat方法，所以输出结果为子类方法中的内容。
💯@Override
在 Java 里，@Override属于注解，其用途是告知编译器，我们打算对父类中的一个方法进行重写。
用途：
- 编译器检查：借助 @Override 注解，编译器会核查该方法是否确实重写了父类的方法。若没有重写，编译器就会报错，这样能避免因拼写错误或者方法签名不匹配引发的潜在问题。
- 增强代码可读性：明确表明这个方法是对父类方法的重写，使代码的意图更加清晰。
💯方法重写的注意事项
- 子类重写父类方法时，访问权限必须大于或等于父类该方法的权限。（public>protected>默认）
- 重写的方法返回值类型必须与被重写方法的返回值类型一样，或者范围更小。
- 私有方法、静态方法不能被重写，如果重写会报错。
💯toString方法重写
在 Java 中，toString 方法是 Object 类中的一个方法，所有类都继承自 Object 类，因此都拥有 toString 方法。toString 方法的主要作用是返回对象的字符串表示形式。默认情况下，toString 方法返回的是对象的类名和哈希码，这通常对开发者和用户来说没有太大的实际意义。所以，我们经常会重写 toString 方法，以提供更有意义的对象信息。
注意：
- 直接输出对象，默认会调用
Object类的toString方法（可以省略不写toString的方法）。
以下是一个重写 toString 方法的示例代码，我会为其添加详细的注释并进行简单说明：
// 定义一个名为 Person 的类，用于表示一个人的信息
class Person {// 定义两个私有属性，分别表示人的姓名和年龄private String name;private int age;// 构造函数，用于初始化 Person 对象的姓名和年龄public Person(String name, int age) {// 使用 this 关键字来区分成员变量和局部变量this.name = name;this.age = age;}// 重写 Object 类的 toString 方法，以提供更有意义的对象信息@Overridepublic String toString() {// 返回一个包含姓名和年龄信息的字符串return "Person{name='" + name + "', age=" + age + "}";}
}public class Test {public static void main(String[] args) {// 创建一个 Person 对象，并传入姓名和年龄Person person = new Person("Alice", 25);// 调用 person 对象的 toString 方法，并将结果打印输出System.out.println(person); }
}
代码说明：
- 类的定义：定义了一个名为
Person的类，该类有两个私有属性name和age，分别表示人的姓名和年龄。 - 构造函数：
Person类的构造函数用于初始化name和age属性。 - 重写
toString方法：在Person类中重写了toString方法，使用@Override注解告诉编译器这是一个重写的方法。重写后的toString方法返回一个包含name和age信息的字符串。 - 主方法：在
Test类的main方法中，创建了一个Person对象，并调用其toString方法将结果打印输出。由于System.out.println方法会自动调用对象的toString方法，所以可以直接传入person对象。
通过重写
toString方法，我们可以方便地获取对象的详细信息，这在调试和日志记录中非常有用。
补充：
- Object 类中
toString方法的源码如下：
public String toString() {return getClass().getName() + "@" + Integer.toHexString(hashCode());
}
🐧子类构造器的特点
- 子类中的全部构造器，都必须先调用父类的构造器，再执行自己。
- 使用
super(...)可以调用父类有参数构造器，为对象中包含父类这部分的成员变量进行赋值。
public class Test {public static void main(String[] args) {Zi z = new Zi();}
}
class Zi extends Fu {public Zi() {super(666);//指定调用父类的有参构造器System.out.println("子类构造器");}
}class Fu{public Fu() {System.out.println("父类构造器");}public Fu(int a) {System.out.println("父类有参构造器");}
}
运行结果：
父类有参构造器
子类构造器
注意：super关键字必须写在首行。
💯this与super的区别
| 比较项 | this | super |
|---|---|---|
| 基本含义 | 指代当前对象的引用，即调用方法或构造器的对象本身 | 代表父类（直接超类）的引用，用于访问父类中被覆盖的成员或构造器 |
| 主要作用 | 1. 区分成员变量与局部变量（两者同名时）；2. 在构造器中调用同一类的其他构造器（需为构造器首行）；3. 在方法中引用当前对象 | 1. 在子类构造器中调用父类的构造器（需为子类构造方法首行）；2. 访问父类中被覆盖的成员变量或方法（子类重写父类成员时） |
| 使用限制 | 1. 不能在静态方法或静态代码块中使用；2. 构造器中调用其他构造方法时，只能出现一次且必须为第一行 | 1. 子类构造器若未显式调用 super()，编译器会自动插入无参的父类构造器（若父类存在无参构造器）；2. 若父类没有无参构造器，子类必须显式调用父类的有参构造器（通过 super(参数)） |
| 本质区别 | 操作当前类的成员（包括从父类继承的成员） | 操作父类的成员（即使子类重写了父类成员，也能通过 super 访问父类的版本） |
| 适用场景 | 访问当前对象成员或构造器 | 访问父类成员或构造器 |
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