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[Java教程]Java之继承、抽象类、接口篇


一、继承(extends

什么是继承?

继承是对现实生活中的"分类"概念的一种模拟。

狮子拥有动物的一切基本特性,但同时又拥有自己的独特的特性,这就是"继承"关系的重要特性:通常简称为"IS_A"关系,UML类图可以这么表示:

继承的语法

class 子类名 extends 父类名 {

    ……

}

注意:

    父类(parent class)和超类(super class):通常指直接上级;

    基类(base class):通常指包括直接上级在内的"上级的上级";

例如:

    子类自动拥有父类声明为publicprotected的成员,这就是继承特性的体现之一。

继承条件下类的访问权限

    public:外界可自由访问

    private:外界不可访问

    protected:同一包中的子类都可以访问,另一包中的子类(派生于同一个父类)也可以访问

    default:如果不指明任何权限,则默认同一包中的类可以访问

继承条件下的构造方法调用

首先,看这段代码有什么发现?

 1 class Grandparent { 2  3   public Grandparent() { 4     System.out.println("GrandParent Created."); 5   } 6  7   public Grandparent(String string) { 8     System.out.println("GrandParent Created.String:" + string); 9   }10 }11 12 class Parent extends Grandparent {13 14   public Parent() {15     //super("Hello.Grandparent.");16     System.out.println("Parent Created");17    // super("Hello.Grandparent.");18   }19 }20 21 class Child extends Parent {22 23   public Child() {24     System.out.println("Child Created");25   }26 }27 28 public class TestInherits {29 30   public static void main(String args[]) {31     Child c = new Child();32   }33 }

TestInherits.java

观察输出,可以得出以下结论:

    1).在继承父类的时候默认调用父类的无参构造函数,如果父类里面并没有无参的构造函数,那么这里子类的无参构造函数就会报错,如果想要调用有参构造函数的话就要用到super了,显示调用GrandParent的含参构造函数,而且必须将super()放在子类构造函数里第一行。

    2).在初始化子类之前显示初始化父类,爸爸出来才有儿子,没有爸爸儿子不可能出来哈。

    3).在子类中调用父类的属性,super. 和 this. 的形式区分于父类、子类的成员。

不允许继承的类

final class 类名 {

}

1)以final声明的方法不允许覆盖。

2)以final声明的变量不允许更改。

3)利用final,可以设计出一种特殊的"只读"的"不可变类"。

 

"不可变类"?

    创建"不可变的类"的对象后,此对象的属性不可改,而且也无法从此类派生出新子类。String就是一个典型的例子。

    用处:可以方便和安全地用于多线程环境中;

         访问它们可以不用加锁,因而能提供较高的性能。

实例:Address.java

 1 public final class Address 2 { 3   private final String detail; 4   private final String postCode; 5  6   //在构造方法里初始化两个实例属性 7   public Address() 8   { 9     this.detail = "";10     this.postCode = "";11 12   }13   public Address(String detail , String postCode)14   {15     this.detail = detail;16     this.postCode = postCode;17   }18   //仅为两个实例属性提供getter方法19   public String getDetail()20   {21     return this.detail;22   }23 24   public String getPostCode()25   {26     return this.postCode;27   }28   //重写equals方法,判断两个对象是否相等。29   public boolean equals(Object obj)30   {31     if (obj instanceof Address)32     {33       Address ad = (Address)obj;34       if (this.getDetail().equals(ad.getDetail()) && this.getPostCode().equals(ad.getPostCode()))35       {36         return true;37       }38     }39     return false;40   }41   public int hashCode()42   {43     return detail.hashCode() + postCode.hashCode();44   }45 }

Address.java

 

子类与父类方法间的关系

子类与弗雷各自定义的方法之间,可以出现以下三种情况:

    扩充(Extends):子类定义的方法父类没有同名。

    覆盖/重写(Override):子类父类定义了完全一样的方法 ------》需要注意覆盖时要遵守的"覆盖原则",如:静态的方法不允许覆盖等等。

    重载(Overloads):子类有父类的同名方法,但两者的参数类型或参数数目不一样。

顶层基类Object

在Java中,所有的类都派生自Object,此类定义了一下方法:

神奇的"+"号

看这段代码:

 

 

 

 

 

注意最后一句,一个子串和一个对象"相加",得到一下结果:

 

 

 

 

为什么呢?

Fruit类覆盖了Object类中的toString方法。

结论:

    在"+"运算中,当任何一个对象与一个String对象,连接时,会隐式地调用其toString()方法,默认情况下,此方法返回"类名@+hashCode"。为了返回有意义的信息,子类可以重写toString()方法。

Java"方法覆盖"的语法规则

  1. 覆盖方法的允许范围不能小于原方法。
  2. 覆盖方法所抛出的异常不能比原方法更多。
  3. 声明为final方法不允许覆盖。
    1. 例如,Object的getClass()方法不能覆盖。
  4. 不能覆盖静态方法。

 

二、抽象(abstract)和接口(interface

抽象类和抽象方法

  1. abstract修饰的类称为"抽象类",它只定义了什么方法应该存在,不能创建对象,必须派生出一个子类,并在子类中实现其未实现的方法之后,才能使用new关键字创建对象。
  2. 在方法前加上abstract就形成抽象方法,只有方法声明,没有实现代码。
    1. 示例:
  3. 一个抽象类中可以包含非抽象方法和成员变量。包含抽象方法的类一定是抽象类,但是抽象类中的方法不一定是抽象方法。

抽象类的三种"类型"

  1. 直接定义了一个抽象方法
  2. 继承了一个抽象父类,但没有完全实现父类包含的抽象方法
  3. 实现了一个接口,但没有完全实现此接口所包容的抽象方法。

注意:

  1. 从抽象类继承的子类必须实现父类所有抽象方法,否则,它仍然是抽象类
  2. 抽象类不能创建对象,一般用它来引用子类对象。
    1. 实例:
      1. Person p;
      2. p = new Employee();
    2. 以下模式总是成立的:
      1. 抽象类 抽象类变量 = new 派生自抽象类的具体子类();

面向对象程序设计中,为什么要进入"接口"?

    C++里面的继承是多重继承,但是Java里面只能是单个继承,为了弥补这些,就引入接口的概念。

    如果想继承其他类,就把其他类定义成接口(其实也是特殊的类),关键字interface用来定义接口,关键字implements用于接口继承,接口可以继承多个,因此可以用接口实现多重继承。

Java中"接口"的语法特性

  1. 定义一个接口,采用关键字interface,实现一个接口,采用关键字implements,继承一个或多个接口,多个接口之间用"逗号"连接。
  2. 接口的成员函数自动成为public的,数据成员自动成为staticfinal的。
  3. 如果接口不声明为public的,则自动变为package
  4. 一个类可以同时实现多个接口。

接口的使用

接口类型 接口类型的变量 = new 实现了借口的具体类型();

接口的扩充

可以通过继承接口扩充已有接口,并形成一个新的接口。

示例:

实现子接口的类,必须实现"父""子"接口所定义的所有方法,才能被实例化(即new出一个对象)。

利用接口定义常量

  1. 只要一个类声明实现了这个接口,就可以直接使用这些常量名。
  2. 在实际开发中,这种编程方式非常常见。
  3. 注意:定义在接口中的常量必须被初始化。

接口与抽象类的区别

  1. 抽象类是一个不完全的类,而接口只是表明类应该具有哪些"外部"特征,不涉及任何实现细节。
  2. 接口基本上不具备继承的任何具体特点,它仅仅承诺了外界能够调用的方法。
  3. 一个类一次可以实现若干个接口,但一个类只能继承一个父类。