Java中的继承 _ 潘子夜个人博客

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Java中的继承是指子类可以继承或获取父类的所有非私有属性和行为。继承是面向对象编程的四大特性之一，用于提高层次结构中类之间的代码可重用性。

在本教程中，我们将了解Java 支持的继承类型以及如何在应用程序中实现继承。

1. Java中的继承是什么？

在继承中，默认情况下，一个类扩展另一个类以继承其所有非私有成员。这个类称为子类或子类。子类扩展自的类称为父类或超类。

在Java中，extends关键字用于类之间的继承。

public class Parent {
}

public class Child extends Parent {    //Child 类继承 Parent 类
}

2.继承的实际应用

假设我们有一个Employee类。Employee类具有一些属性和方法，所有员工在组织内都必须具备。

在同一个应用程序中，还可以有其他特殊的员工，例如Manager（经理）。经理是组织的普通员工，但另外，他们还有一些其他员工没有的属性，例如下属或部下。

public class Employee {
    private Long id;
    private String firstName;
    private String lastName;
    //Getters and Setters
}

public class Manager extends Employee {
  private List<Employee> subordinates;
  public Manager(long id, String firstName, String lastName, List<Employee> subordinates) {
    super(id, firstName, lastName);
    this.subordinates = subordinates;
  }
}

在上述实现中，员工拥有共同的属性，如id、firstName和lastName；而经理（Manager）仅具有特殊的subordinates属性。为了继承Employee类中的所有非私有成员（在这种情况下，getter和setter方法），Manager类扩展了Employee类。

让我们验证一下Manager类是否也继承了Employee的属性。

Manager manager = new Manager(1l, "Lokesh", "Gupta", List.of(new Employee(2l, "Alex", "Dave")));
System.out.println(manager);

程序输出：

Manager{id=1, firstName='Lokesh', lastName='Gupta', subordinates=[Employee{id=2, firstName='Alex', lastName='Dave'}]}

显然，Manager类能够使用Employee类的属性和方法。

现在考虑一下，如果我们不使用继承。那么我们将不得不在两个类中都维护id、firstName和lastName字段。这将导致代码重复，而代码重复总是会在代码维护中造成问题

3. 继承的类型

在 Java 中，继承可以是四种类型之一——具体取决于类层次结构。

单一继承
多级继承
层次继承
多重继承

3.1. 单一继承

在单继承中，一个子类继承一个父类。上面的示例代码（Employee和Manager）是单继承的示例。

在上面的例子中，B类扩展了A类，所以B类是A类的子类。但是C扩展了B，所以B是A类的父类C。父类也是如此B，子类也是如此。

3.3. 分层继承

在层次继承中，有一个超类，并且有多个子类扩展超类。

这些子类B, C,D将共享从继承的公共成员A，但它们不会知道彼此的成员。

3.4. 多重继承

在多重继承中，一个子类可以继承多个父类的行为。

在图中，类D继承了类A和类B。通过这种方式，D可以继承这两个类的非私有成员。但是，在Java中，我们不能使用extends关键字来继承两个类。那么，多重继承如何实现呢？

在JDK 1.7之前，Java中是不支持多重继承的。但从JDK 1.8开始，可以通过使用带有默认方法的接口来实现多重继承。

4. 访问父类的成员

在子类中，我们可以访问父类的非私有成员。让我们看看如何访问私有成员。

4.1. 构造函数

父类的构造函数可以通过关键字调用super。只有两条规则：

super()必须从子类构造函数进行调用。
super()call 必须是构造函数内的第一个语句。

public class Manager extends Employee {
    public Manager() {
        super();  //在构造函数中必须在第一行调用
        //Other statements
    }
}

4.2. 作用域

非私有成员字段可以在子类中继承。我们可以使用点运算符访问它们，例如manager.id。这里的id属性是从父类继承的Employee。

私有成员字段必须通过公共getter 和 setter 方法访问。

Manager manager = new Manager(...);
manager.getId();
manager.getFirstName();
manager.getLastName();

在处理父类和子类中同名的字段时，我们必须小心。请记住，成员字段不能被覆盖。具有相同名称的字段将从父类中隐藏该字段，同时通过子类访问。

在这种情况下，将根据引用类型决定访问的属性。例如，假设Employee和Manager有一个共同的属性rating。当我们调用manager. rating时，接收到的值将由引用类型决定。

class Employee {
  int rating = 100;
}
class Manager extends Employee {
  int rating = 200;
}
Manager manager = new Manager();
System.out.println(manager.rating);   //200
Employee mgrEmployee = new Manager();
System.out.println(mgrEmployee.rating);   //100

在上面的示例中，即使我们两次创建Manager实例，但rating的值是不同的，因为它是从引用类型引用的。

4.3. 方法

子类可以使用this关键字直接访问父类的非私有方法。子类不能访问父类的私有方法。

在下面的示例中，Manager类能够访问toString()方法中的公共 getter 和 setter 方法。

public class Manager extends Employee {
  private List<Employee> subordinates;
  @Override
  public String toString() {
    return "Manager{" +
        "id=" + getId() +
        ", firstName='" + getFirstName() + '\'' +
        ", lastName='" + getLastName() + '\'' +
        ", subordinates=" + subordinates +
        '}';
  }
}

请注意，如果父类和子类具有相同名称的非私有方法，则访问的方法将来自实际的实例类型。

class Employee {
  public int getRating() {
    return 100;
  }
}
class Manager extends Employee {
  public int getRating() {
    return 200;
  }
}
Manager manager = new Manager();
System.out.println(manager.getRating());   //200
Employee mgrEmployee = new Manager();
System.out.println(mgrEmployee.getRating());   //200