Java 学习40：继承

一、继承的基本概念

继承是一种由已有类创建新类的机制。新类（子类、派生类）能继承已有类（父类、基类）的属性和方法，并且可以添加自己独有的属性和方法。在 Java 中，继承通过 extends 关键字来实现。

二、继承的语法

class 父类 {

}

class 子类 extends 父类 {

}

三、继承的示例

java 复制代码

// 父类
class Shape {
    String color;
 
    void setColor(String color) {
        this.color = color;
    }
 
    String getColor() {
        return color;
    }
}
 
// 子类
class Rectangle extends Shape {
    // 不要重复color属性及方法,
    // 只需要定义新增的width和height属性及方法:
    double width;
    double height;
 
    double calculateArea() {
        return width * height;
    }
}

四、继承的特点

**1. 单继承：**Java 只支持单继承，不支持多继承，但支持多层继承。

**2. 传递性：**若类 B 继承自类 A，类 C 继承自类 B，那么类 C 也会继承类 A 的属性和方法。

**3. 默认继承 Object 类：**Java 中所有的类都直接或者间接的继承于 Object 类。如果一个类没有明确继承其他类，那么它会默认继承 Object 类。

五、方法重写

方法重写是指子类重新定义父类中已有的方法。当子类需要修改父类方法的行为时，可以使用方法重写。

（一）方法重写的规则

**1. 方法签名必须一致：**方法名、参数列表和返回类型必须与父类方法完全相同。Java 5 及以上版本允许返回类型可以是父类方法返回类型的子类。

**2. 访问权限不能更严格：**子类方法的访问权限必须与父类一致或更宽松。

**3. 不能抛出更广泛的异常：**子类方法不能抛出比父类方法更广泛的受检异常。

**4. private、final 和 static 方法不能被重写：**private 方法在类内部可见，不能被其他类访问；final 关键字用于防止方法被修改；而 static 方法属于类本身，不能被重写。当在子类中定义一个与父类同名的 static 方法时，实际上是在子类中定义了一个新的静态方法，而不是重写了父类的静态方法。

（二）方法重写的注意事项

建议在重写方法上添加 @Override 注解，编译器会检查方法是否正确重写，避免拼写错误或参数不匹配。

（三）方法重写实例

java 复制代码

class Shape {
    void draw() {
        System.out.println("Drawing a shape");
    }
}
 
class Circle extends Shape {
    @Override
    void draw() {
        System.out.println("Drawing a circle");
    }
}
 
class Square extends Shape {
    @Override
    void draw() {
        System.out.println("Drawing a square");
    }
}
 
public class PolymorphismExample {
    public static void main(String[] args) {
        Shape shape1 = new Circle();
        Shape shape2 = new Square();
 
        shape1.draw(); // 输出 "Drawing a circle"
        shape2.draw(); // 输出 "Drawing a square"
    }
}

六、构造方法

构造方法用于对象的创建与初始化，方法名与类名相同且无返回类型。

根据 Java 的继承机制，子类的构造方法必须先调用父类的构造方法，再执行自己。这是因为子类需要继承父类的属性，而父类的构造方法负责初始化这些属性。

如果子类没有显式调用父类的构造方法，编译器会自动隐式调用父类的无参构造方法，即 super() 。在这种情况下，父类必须存在无参构造方法，否则编译会报错。

如果父类只定义了有参构造方法，子类必须显式调用父类的有参构造方法，即super(参数)。否则编译会报错。

例1：父类存在无参构造方法

java 复制代码

class Person {
    protected String name;
    protected int age;

    public Person() {        
    }

    public Person(String name, int age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
    }
}

class Student extends Person {
    protected int score;

    public Student(String name, int age, int score) {
        this.score = score; // 先执行super()，再执行这句代码
    }
}

例2：父类只定义了有参构造方法

java 复制代码

class Person {
    protected String name;
    protected int age;

    public Person(String name, int age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
    }
}

class Student extends Person {
    protected int score;

    public Student(String name, int age, int score) {
        super(name, age); // 父类只定义了有参构造方法，子类必须显式调用父类的有参构造方法
        this.score = score;
    }
}

七、this 和 super 关键字

this 指向当前对象本身；用于访问本类的属性和方法、调用本类其他构造方法；

super 指向当前对象的父类对象；用于访问父类的属性和方法、调用父类构造方法。

java 复制代码

class Animal {
    void eat() {
        System.out.println("吃饭");
    }
}
 
class Dog extends Animal {
    @Override
    void eat() {
        System.out.println("啃骨头");
    }
    void eatTest() {
        super.eat();  // 调用父类方法
        this.eat();   // 调用自己的方法，可以省略this，只写eat()
    }
}

八、继承的优缺点

（一）优点

实现代码复用，减少代码冗余。
便于系统的扩展和维护。
实现多态性，增强程序的灵活性。

（二）缺点

过度使用继承会导致类之间的耦合度增加，降低代码的可维护性。
父类的修改可能会对多个子类产生影响。

九、区分继承和组合

在使用继承时，我们要注意逻辑一致性。

比如，Book 类和 Student 类都有 name 属性，那么，我们能不能让 Student 继承自 Book 呢？

显然，从逻辑上讲，这是不合理的。究其原因，是因为 Student 与 Person 是 is 关系，而 Student 与 Book 是 has 关系。

具有 has 关系不应该使用继承，而是使用组合，即 Student 可以持有一个 Book 实例：

class Student extends Person {

protected Book book;

protected int score;

}

继承是 "is-a" 关系（例如，学生是人），而组合是 "has-a" 关系（例如，学生有书）。在设计类时，要优先考虑组合而非继承，这样可以降低类之间的耦合度。