继承和组合 - 技术栈

1. 继承

1.1 继承概念

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。
比如：Dog和Cat都继承了Animal类，其中：Animal类称为⽗类/基类或超类，Dog和Cat可以称
为Animal的⼦类/派⽣类，继承之后，⼦类可以复⽤⽗类中成员，⼦类在实现时只需关⼼⾃⼰新增加的成员即可。
从继承概念中可以看出继承最⼤的作⽤就是：实现代码复⽤，还有就是来实现多态

1.2 继承的语法

在Java中如果要表⽰类之间的继承关系，需要借助extends关键字，具体如下：

java 复制代码

修饰符 class ⼦类 extends ⽗类 {
// ...
}

1.2.1继承方法的实例应用

java 复制代码

// Animal.java
public class Animal{
String name;
int age;
public void eat(){
   System.out.println(name + "正在吃饭");
      }
public void sleep(){
   System.out.println(name + "正在睡觉");
      }
}

java 复制代码

// Dog.java
public class Dog extends Animal{
void bark(){
  System.out.println(name + "汪汪汪~~~");
     }
}

java 复制代码

// Cat.Java
public class Cat extends Animal{
void mew(){
  System.out.println(name + "喵喵喵~~~");
     }
}

java 复制代码

public class TestExtend {
public static void main(String[] args) {
      Dog dog = new Dog();
// dog类中并没有定义任何成员变量，name和age属性肯定是从⽗类Animal中继承下来的
   System.out.println(dog.name);
   System.out.println(dog.age);

// dog访问的eat()和sleep()⽅法也是从Animal中继承下来的
   dog.eat();
   dog.sleep();
   dog.bark();
     }
}

从上述代码我们可以看到Dog类和Cat类的部分代码重复使⽤了Animal中的代码。
注意：

⼦类会将⽗类中的成员变量或者成员⽅法继承到⼦类中
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

1.3 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的
成员呢？

1.3.1 ⼦类中访问⽗类的成员变量

⼦类和⽗类不存在同名成员变量

java 复制代码

public class Base {
  int a;
  int b;
}
public class Derived extends Base{
  int c;
public void method(){
  a = 10; // 访问从⽗类中继承下来的a
  b = 20; // 访问从⽗类中继承下来的b
  c = 30; // 访问⼦类⾃⼰的c
  }
}

⼦类和⽗类成员变量同名

java 复制代码

public class Base {
  int a;
  int b;
  int c;
 }
public class Derived extends Base{
int a; // 与⽗类中成员a同名，且类型相同
char b; // 与⽗类中成员b同名，但类型不同
public void method(){
a = 100; // 访问⽗类继承的a，还是⼦类⾃⼰新增的a？
b = 101; // 访问⽗类继承的b，还是⼦类⾃⼰新增的b?
c = 102; // ⼦类没有c，访问的肯定是从⽗类继承下来的c
// d = 103; // 编译失败，因为⽗类和⼦类都没有定义成员变量b
 }
}

在 Derived 类重点 method ⽅法中访问a和b访问的都是优先访问⼦类⾃⼰的！
在⼦类⽅法中或者通过⼦类对象访问成员时：
1.如果访问的成员变量⼦类中有，优先访问⾃⼰的成员变量。
2.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。
3.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。

1.3.2 ⼦类中访问⽗类的成员⽅法

成员⽅法名字不同

java 复制代码

public class Base {
public void methodA(){
System.out.println("Base中的methodA()");
  }
 }
public class Derived extends Base{
public void methodB(){
System.out.println("Derived中的methodB()⽅法");
  }
public void methodC(){
methodB(); // 访问⼦类⾃⼰的methodB()
methodA(); // 访问⽗类继承的methodA()
// methodD(); // 编译失败，在整个继承体系中没有发现⽅法methodD()
   }
}

总结：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。
成员⽅法名字相同

java 复制代码

public class Base {
public void methodA(){
System.out.println("Base中的methodA()");
   }
public void methodB(){
System.out.println("Base中的methodB()");
   }
 }

public class Derived extends Base{
public void methodA() {
 System.out.println("Derived中的method()⽅法");
  }
public void methodB(){
 System.out.println("Derived中的methodB()⽅法");
 }
public void methodC(){
 methodA(); // 优先访问⼦类中的methodA()
 methodB(); // 直接访问，则永远访问到的都是⼦类中的methodB()，基类的⽆法访问到

 }
}

【说明】
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；
问题：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？

1.4 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。

java 复制代码

public class Base {
   int a;
   int b;
public void methodA(){
 System.out.println("Base中的methodA()");
   }
public void methodB(){
 System.out.println("Base中的methodB()");
 }
}
public class Derived extends Base{
  int a; // 与⽗类中成员变量同名且类型相同
// 与⽗类中methodA()构成重载
public void methodA(int a) {
  System.out.println("Derived中的method()⽅法");
}
// 与基类中methodB()构成重写(即原型⼀致，重写后序详细介绍)
public void methodB(){
  System.out.println("Derived中的methodB()⽅法");
}
public void methodC(){
// 对于同名的成员变量，直接访问时，访问的都是⼦类的
  a = 100; // 等价于： this.a = 100;
  b = 101; // 等价于： this.b = 101;
// 注意：this是当前对象的引⽤
// 访问⽗类的成员变量时，需要借助super关键字
// super是获取到⼦类对象中从基类继承下来的部分
   super.a = 200;
   super.b = 201;
// ⽗类和⼦类中构成重载的⽅法，直接可以通过参数列表区分访问⽗类还是⼦类⽅法
  methodA(); // 没有传参，访问⽗类中的methodA()
  methodA(20); // 传递int参数，访问⼦类中的methodA(int)
// 如果在⼦类中要访问重写的基类⽅法，则需要借助super关键字
  methodB(); // 直接访问，则永远访问到的都是⼦类中的methodA()，基类的⽆法
访问到
   super.methodB(); // 访问基类的methodB()
     }
}

在⼦类⽅法中，如果想要明确访问⽗类中成员时，借助super关键字即可。
总结：
super可以访问⽗类的成员变量
super可以访问⽗类的成员⽅法
super还可以调⽤⽗类当中指定的构造⽅法
注意事项
1. 只能在⾮静态⽅法中使⽤
2. 在⼦类⽅法中，访问⽗类的成员变量和⽅法。
注意事项
通过super(参数)的形式可以调⽤⽗类指定的构造⽅法
super()的形式只能出现在⼦类的构造⽅法当中且必须在第⼀⾏
【总结】
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，将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。
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
如果⽗类构造⽅法是带有参数的，此时需要⽤⼾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
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
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

1.5 super和this

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】

都是Java中的关键字
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
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】
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

1.6 继承关系上的执⾏顺序

java 复制代码

class Person {
  public String name;
  public int age;
public Person(String name, int age) {
  this.name = name;
  this.age = age;
System.out.println("Person：构造⽅法执⾏");
  }
 {
   System.out.println("Person：实例代码块执⾏");
 }
static {
   System.out.println("Person：静态代码块执⾏");
 }
}
class Student extends Person{
public Student(String name,int age) {
super(name,age);
   System.out.println("Student：构造⽅法执⾏");
  }
{
   System.out.println("Student：实例代码块执⾏");
}
static {
   System.out.println("Student：静态代码块执⾏");
  }
}
public class TestDemo4 {
public static void main(String[] args) {
Student student1 = new Student("张三",19);
System.out.println("===========================");
Student student2 = new Student("李四",20);
  }
}

执行结果

java 复制代码

Person：静态代码块执⾏
Student：静态代码块执⾏
Person：实例代码块执⾏
Person：构造⽅法执⾏
Student：实例代码块执⾏
Student：构造⽅法执⾏
===========================
Person：实例代码块执⾏
Person：构造⽅法执⾏
Student：实例代码块执⾏
Student：构造⽅法执⾏

通过分析执⾏结果，得出以下结论：

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
⽗类实例代码块和⽗类构造⽅法紧接着执⾏
⼦类的实例代码块和⼦类构造⽅法紧接着再执⾏
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

1.7 访问修饰限定符-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。

1.7.1 private关键字

如果被 private 关键字修饰该类当中成员变量，成员⽅法等只能在当前类当中使⽤

1.7.2 不加任何的关键字

如果不加任何的关键字修饰该类当中成员变量，成员⽅法等表⽰默认权限，默认权限代表的也是包访问权限，意味着只能在当前包当中使⽤

1.7.3 protected关键字

如果被 protected 关键字修饰该类当中成员变量，成员⽅法等表⽰要么只能在同⼀个包中的类中进
⾏访问，要么在不同包中只能通过在继承关系上的⼦类对象来访问。
注意：Java中不⽀持多继承。

1.8 fnal关键可以⽤来修饰变量、成员⽅法以及类。

修饰变量或字段，表⽰常量(即不能修改)

java 复制代码

final int a = 10;
a = 20; // 编译出错

修饰类：表⽰此类不能被继承

java 复制代码

final public class Animal {
...
}
public class Bird extends Animal {
...
}

修饰⽅法：表⽰该⽅法不能被重写(后序介绍)

1.9 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：汽
汽⻋和其轮胎、发动机、⽅向盘、⻋载系统等的关系就应该是组合，因为汽⻋是有这些部件组成的。

java 复制代码

// 轮胎类
class Tire{
// ...
 }
// 发动机类
class Engine{
// ...
 }
 // ⻋载系统类
class VehicleSystem{
// ...
 }
class Car{
  private Tire tire; // 可以复⽤轮胎中的属性和⽅法
  private Engine engine; // 可以复⽤发动机中的属性和⽅法
  private VehicleSystem vs; // 可以复⽤⻋载系统中的属性和⽅法
 // ...
 }
// 奔驰是汽⻋
class Benz extend Car{
// 将汽⻋中包含的：轮胎、发送机、⻋载系统全部继承下来
}

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。
组合和继承的相关知识整理：https://www.hollischuang.com/archives/1319