Java 继承

继承是所有 OOP 语言和 Java 语言不可缺少的组成部分。

继承是 Java 面向对象编程技术的一块基石，是面向对象的三大特征之一，也是实现软件复用的重要手段，继承可以理解为一个对象从另一个对象获取属性的过程。

如果类 A 是类 B 的父类，而类  B 是类 C 的父类，我们也称类 C 是 A 的子类，类 C 是从类 A 继承而来的。在 Java 中，类的继承是单一继承，也就是说，一个子类只能拥有一个父类。

继承中最常使用的两个关键字是 extends 和 implements 。

这两个关键字的使用决定了一个对象和另一个对象是否是 IS-A (是一个)关系。

通过使用这两个关键字，我们能实现一个对象获取另一个对象的属性。

所有 Java 的类均是由 java.lang.Object 类继承而来的，所以 Object 是所有类的祖先类，而除了 Object 外，所有类必须有一个父类。 

通过 extends 关键字可以申明一个类是继承另外一个类而来的，一般形式如下：

// A.java
public class A {private int i;protected int j;public void func() {}
}// B.java
public class B extends A {public int z;public void fund(){}}

以上的代码片段说明，类 B 由类 A 继承而来的，类 B 是类 A 的子类。而类 A 是 Object 的子类，这里可以不显示地声明。 

作为子类，类 B 的实例拥有类 A 所有的成员变量，但对于 private 类型的成员变量类 B 却没有访问权限，这保障了类 A 的封装性。 

IS-A 关系

IS-A 就是说：一个对象是另一个对象的一个分类。

下面是使用关键字 extends 实现继承。

public class Animal{
}public class Mammal extends Animal{
}public class Reptile extends Animal{
}public class Dog extends Mammal{
}

基于上面的例子，以下说法是正确的：

• Animal 类是 Mammal 类的父类。
• Animal 类是 Reptile 类的父类。
• Mammal 类和 Reptile 类是 Animal 类的子类。
• Dog 类既是 Mammal 类的子类又是 Animal 类的子类。

分析以上示例中的 IS-A 关系，如下：

• Mammal IS-A Animal
• Reptile IS-A Animal
• Dog IS-A Mammal

因此 : Dog IS-A Animal

通过使用关键字 extends ，子类可以继承父类的除 private 属性外所有的属性。

我们通过使用 instanceof 操作符，能够确定 Mammal IS-A Animal

实例

public class Dog extends Mammal{public static void main(String args[]){Animal a = new Animal();Mammal m = new Mammal();Dog d = new Dog();System.out.println(m instanceof Animal);System.out.println(d instanceof Mammal);System.out.println(d instanceof Animal);}
}

以上实例编译运行结果如下：

true
true
true

介绍完 extends 关键字之后，我们再来看下 implements 关键字是怎样使用来表示 IS-A 关系。

Implements 关键字在类继承接口的情况下使用， 这种情况不能使用关键字 extends 。

实例

public interface Animal {}public class Mammal implements Animal{
}public class Dog extends Mammal{
}

instanceof 关键字

可以使用 instanceof 运算符来检验 Mammal 和 dog 对象是否是 Animal 类的一个实例。 

interface Animal{}class Mammal implements Animal{}public class Dog extends Mammal{public static void main(String args[]){Mammal m = new Mammal();Dog d = new Dog();System.out.println(m instanceof Animal);System.out.println(d instanceof Mammal);System.out.println(d instanceof Animal);}
} 

以上实例编译运行结果如下：

true
true
true

HAS-A 关系

HAS-A 代表类和它的成员之间的从属关系。这有助于代码的重用和减少代码的错误。

例子

public class Vehicle{}
public class Speed{}
public class Van extends Vehicle{private Speed sp;
} 

Van 类和 Speed 类是 HAS-A 关系( Van 有一个 Speed )，这样就不用将 Speed 类的全部代码粘贴到 Van 类中了，并且 Speed 类也可以重复利用于多个应用程序。

在面向对象特性中，用户不必担心类的内部怎样实现。

Van 类将实现的细节对用户隐藏起来，因此，用户只需要知道怎样调用 Van 类来完成某一功能，而不必知道 Van 类是自己来做还是调用其他类来做这些工作。

Java 只支持单继承，也就是说，一个类不能继承多个类。

下面的做法是不合法的：

public class extends Animal, Mammal{} 

Java 只支持单继承（继承基本类和抽象类），但是我们可以用接口来实现（多继承接口来实现），代码结构如下：

public class Apple extends Fruit implements Fruit1, Fruit2{}

一般我们继承基本类和抽象类用 extends 关键字，实现接口类的继承用 implements 关键字。

Java 重写(Override)与重载(Overload)

重写 (Override)

重写是子类对父类的允许访问的方法的实现过程进行重新编写！返回值和形参都不能改变。即外壳不变，核心重写！

重写的好处在于子类可以根据需要，定义特定于自己的行为。

也就是说子类能够根据需要实现父类的方法。

在面向对象原则里，重写意味着可以重写任何现有方法。实例如下：

class Animal{public void move(){System.out.println("动物可以移动");}
}class Dog extends Animal{public void move(){System.out.println("狗可以跑和走");}
}public class TestDog{public static void main(String args[]){Animal a = new Animal(); // Animal 对象Animal b = new Dog(); // Dog 对象a.move();// 执行 Animal 类的方法b.move();//执行 Dog 类的方法}
}

以上实例编译运行结果如下：

动物可以移动
狗可以跑和走

在上面的例子中可以看到，尽管 b 属于 Animal 类型，但是它运行的是 Dog 类的 move 方法。

这是由于在编译阶段，只是检查参数的引用类型。

然而在运行时，Java 虚拟机 (JVM) 指定对象的类型并且运行该对象的方法。

因此在上面的例子中，之所以能编译成功，是因为 Animal 类中存在 move 方法，然而运行时，运行的是特定对象的方法。

思考以下例子：

class Animal{public void move(){System.out.println("动物可以移动");}
}class Dog extends Animal{public void move(){System.out.println("狗可以跑和走");}public void bark(){System.out.println("狗可以吠叫");}
}public class TestDog{public static void main(String args[]){Animal a = new Animal(); // Animal 对象Animal b = new Dog(); // Dog 对象a.move();// 执行 Animal 类的方法b.move();//执行 Dog 类的方法a.bark();//执行 Animal 类的方法}
}

以上实例编译运行结果如下：

TestDog.java:30: cannot find symbol
symbol  : method bark()
location: class Animala.bark();^

该程序将抛出一个编译错误，因为 a 的引用类型 Animal 没有 bark 方法。

方法重写的规则

• 参数列表与被重写方法的参数列表必须完全相同。
• 返回类型与被重写方法的返回类型可以不相同，但是必须是父类返回值的派生类（java5 及更早版本返回类型要一样，java7 及更高版本可以不同）。
• 子类方法的访问权限必须大于或等于父类方法的访问权限。例如：如果父类的一个方法被声明为 public，那么在子类中重写该方法就不能声明为 protected。
• 父类的成员方法只能被它的子类重写。
• 声明为 final 的方法不能被重写。
• 声明为 static 的方法不能被重写，但是能够被再次声明。
• 子类和父类在同一个包中，那么子类可以重写父类所有方法，除了声明为 private 和 final 的方法。
• 子类和父类不在同一个包中，那么子类只能够重写父类的声明为 public 和 protected 的非 final 方法。
• 重写的方法能够抛出任何非强制异常，无论被重写的方法是否抛出异常。但是，重写的方法不能抛出新的强制性异常，或者比被重写方法声明的更广泛的强制性异常，反之则可以。
• 构造方法不能被重写。
• 如果不能继承一个方法，则不能重写这个方法。
• 访问权限不能比父类中被重写的方法的访问权限更低。例如：如果父类的一个方法被声明为 public，那么在子类中重写该方法就不能声明为 protected。

Super 关键字的使用

当需要在子类中调用父类的被重写方法时，要使用 super 关键字。

class Animal{public void move(){System.out.println("动物可以移动");}
}class Dog extends Animal{public void move(){super.move(); // 应用super类的方法System.out.println("狗可以跑和走");}
}public class TestDog{public static void main(String args[]){Animal b = new Dog(); //b.move(); //执行 Dog类的方法}
}

以上实例编译运行结果如下：

动物可以移动
狗可以跑和走

重载 (Overload)

重载 (overloading) 是在一个类里面，方法名字相同，而参数不同。返回类型呢？可以相同也可以不同。

每个重载的方法（或者构造函数）都必须有一个独一无二的参数类型列表。

最常用的地方就是构造器的重载。

重载规则

• 被重载的方法必须改变参数列表；
• 被重载的方法可以改变返回类型；
• 被重载的方法可以改变访问修饰符；
• 被重载的方法可以声明新的或更广的检查异常；
• 方法能够在同一个类中或者在一个子类中被重载。
• 无法以返回值类型作为重载函数的区分标准。

实例

public class Overloading {public int test(){System.out.println("test1");return 1;}public void test(int a){System.out.println("test2");}	//以下两个参数类型顺序不同public String test(int a,String s){System.out.println("test3");return "returntest3";}	public String test(String s,int a){System.out.println("test4");return "returntest4";}	public static void main(String[] args){Overloading o = new Overloading();System.out.println(o.test());o.test(1);System.out.println(o.test(1,"test3"));System.out.println(o.test("test4",1));}
}

以上实例编译运行结果如下：

test1
1
test2
test3
returntest3
test4
returntest4

重写与重载之间的区别

总结

方法的重写 (Overriding) 和重载 (Overloading) 是 java 多态性的不同表现，重写是父类与子类之间多态性的一种表现，重载可以理解成多态的具体表现形式。

• (1)方法重载是一个类中定义了多个方法名相同,而他们的参数的数量不同或数量相同而类型和次序不同,则称为方法的重载 (Overloading)。
• (2)方法重写是在子类存在方法与父类的方法的名字相同,而且参数的个数与类型一样,返回值也一样的方法,就称为重写 (Overriding)。
• (3)方法重载是一个类的多态性表现,而方法重写是子类与父类的一种多态性表现。