Java繼承概念詳細(xì)解讀

更新時(shí)間：2017年12月14日 14:17:12 作者：蕭蕭弈寒

這篇文章主要介紹了Java繼承概念詳細(xì)解讀，涉及繼承的概念，合成的語(yǔ)法等相關(guān)內(nèi)容，具有一定借鑒價(jià)值，需要的朋友可以參考下。

繼承與合成基本概念

繼承：可以基于已經(jīng)存在的類構(gòu)造一個(gè)新類。繼承已經(jīng)存在的類就可以復(fù)用這些類的方法和域。在此基礎(chǔ)上，可以添加新的方法和域，從而擴(kuò)充了類的功能。

合成：在新類里創(chuàng)建原有的對(duì)象稱為合成。這種方式可以重復(fù)利用現(xiàn)有的代碼而不更改它的形式。

1.繼承的語(yǔ)法

關(guān)鍵字extends表明新類派生于一個(gè)已經(jīng)存在的類。已存在的類稱為父類或基類，新類稱為子類或派生類。例如:

class Student extends Person {
}

類Student繼承了Person，Person類稱為父類或基類，Student類稱為子類或派生類。

2.合成的語(yǔ)法

合成比較簡(jiǎn)單，就是在一個(gè)類中創(chuàng)建一個(gè)已經(jīng)存在的類。

class Student {
  Dog dog;
}

上溯造型

1.基本概念

繼承的作用在于代碼的復(fù)用。由于繼承意味著父類的所有方法亦可在子類中使用，所以發(fā)給父類的消息亦可發(fā)給衍生類。如果Person類中有一個(gè)eat方法，那么Student類中也會(huì)有這個(gè)方法，這意味著Student對(duì)象也是Person的一種類型。

class Person {
	public void eat() {
		System.out.println("eat");
	}
	static void show(Person p) {
		p.eat();
	}
}
public class Student extends Person{
	public static void main(String[] args) {
		Student s = new Student();
		Person.show(s);
		// ①
	}
}

【運(yùn)行結(jié)果】：

eat

在Person中定義的show方法是用來(lái)接收Person句柄的，但是在①處接收的卻是Student對(duì)象的引用。這是因?yàn)镾tudent對(duì)象也是Person對(duì)象。在show方法中，傳入的句柄(對(duì)象的引用)可以是Person對(duì)象以及Person的衍生類對(duì)象。這種將Student句柄轉(zhuǎn)換成Person句柄的行為成為上溯造型。

2.為什么要上溯造型

為什么在調(diào)用eat是要有意忽略調(diào)用它的對(duì)象類型呢？如果讓show方法簡(jiǎn)單地獲取Student句柄似乎更加直觀易懂，但是那樣會(huì)使衍生自Person類的每一個(gè)新類都要實(shí)現(xiàn)專屬自己的show方法：

class Value {
	private int count = 1;
	private Value(int count) {
		this.count = count;
	}
	public static final Value
	      v1 = new Value(1),
	      v2 = new Value(2),
	      v3 = new Value(3);
}
class Person {
	public void eat(Value v) {
		System.out.println("Person.eat()");
	}
}
class Teacher extends Person {
	public void eat(Value v) {
		System.out.println("Teacher.eat()");
	}
}
class Student extends Person {
	public void eat(Value v) {
		System.out.println("Student.eat()");
	}
}
public class UpcastingDemo {
	public static void show(Student s) {
		s.eat(Value.v1);
	}
	public static void show(Teacher t) {
		t.eat(Value.v1);
	}
	public static void show(Person p) {
		p.eat(Value.v1);
	}
	public static void main(String[] args) {
		Student s = new Student();
		Teacher t = new Teacher();
		Person p = new Person();
		show(s);
		show(t);
		show(p);
	}
}

這種做法一個(gè)很明顯的缺陷就是必須為每一個(gè)Person類的衍生類定義與之緊密相關(guān)的方法，產(chǎn)生了很多重復(fù)的代碼。另一方面，對(duì)于如果忘記了方法的重載也不會(huì)報(bào)錯(cuò)。上例中的三個(gè)show方法完全可以合并為一個(gè)：

public static void show(Person p) {
   p.eat(Value.v1);
}

動(dòng)態(tài)綁定

當(dāng)執(zhí)行show(s)時(shí),輸出結(jié)果是Student.eat()，這確實(shí)是希望得到的結(jié)果，但是似乎沒(méi)有按照我們希望的形式來(lái)執(zhí)行，再來(lái)看一下show方法：

public static void show(Person p) {
   p.eat(Value.v1);
}

它接收的是Person句柄，當(dāng)執(zhí)行show(s)時(shí)，它是如何知道Person句柄指向的是一個(gè)Student對(duì)象而不是Teacher對(duì)象呢？編譯器是無(wú)從得知的，這涉及到接下來(lái)要說(shuō)明的綁定問(wèn)題。

1.方法調(diào)用的綁定

將一個(gè)方法同一個(gè)方法主體連接在一起就稱為綁定(Binding)。若在運(yùn)行運(yùn)行前執(zhí)行綁定，就稱為“早期綁定”。上面的例子中，在只有一個(gè)Person句柄的情況下，編譯器不知道具體調(diào)用哪個(gè)方法。Java實(shí)現(xiàn)了一種方法調(diào)用機(jī)制，可在運(yùn)行期間判斷對(duì)象的類型，然后調(diào)用相應(yīng)的方法，這種在運(yùn)行期間進(jìn)行，以對(duì)象的類型為基礎(chǔ)的綁定稱為動(dòng)態(tài)綁定。除非一個(gè)方法被聲明為final，Java中的所有方法都是動(dòng)態(tài)綁定的。

用一張圖表示上溯造型的繼承關(guān)系：

用代碼概括為：

Shapes=newShape();

按照繼承關(guān)系，將創(chuàng)建的Circle對(duì)象句柄賦給一個(gè)Shape是合法的，因?yàn)镃ircle屬于Shape的一種。

當(dāng)調(diào)用其中一個(gè)基礎(chǔ)類方法時(shí)：

Shapes=newShape();

此時(shí)，調(diào)用的是Circle.draw(),這是由于動(dòng)態(tài)綁定的原因。

class Person {
	void eat() {
	}
	void speak() {
	}
}
class Boy extends Person {
	void eat() {
		System.out.println("Boy.eat()");
	}
	void speak() {
		System.out.println("Boy.speak()");
	}
}
class Girl extends Person {
	void eat() {
		System.out.println("Girl.eat()");
	}
	void speak() {
		System.out.println("Girl.speak()");
	}
}
public class Persons {
	public static Person randPerson() {
		switch ((int)(Math.random() * 2)) {
			default:
			    case 0:
			      return new Boy();
			case 1:
			      return new Girl();
		}
	}
	public static void main(String[] args) {
		Person[] p = new Person[4];
		for (int i = 0; i < p.length; i++) {
			p[i] = randPerson();
			// 隨機(jī)生成Boy或Girl
		}
		for (int i = 0; i < p.length; i++) {
			p[i].eat();
		}
	}
}

對(duì)所有從Person衍生出來(lái)的類，Person建立了一個(gè)通用接口，所有衍生的類都有eat和speak兩種行為。衍生類覆蓋了這些定義，重新定義了這兩種行為。在主類中，randPerson隨機(jī)選擇Person對(duì)象的句柄。**上訴造型是在return語(yǔ)句里發(fā)生的。**return語(yǔ)句取得一個(gè)Boy或Girl的句柄并將其作為Person類型返回，此時(shí)并不知道具體是什么類型，只知道是Person對(duì)象句柄。在main方法中調(diào)用randPerson方法為數(shù)組填入Person對(duì)象，但不知具體情況。當(dāng)調(diào)用數(shù)組每個(gè)元素的eat方法時(shí)，動(dòng)態(tài)綁定的作用就是執(zhí)行對(duì)象的重新定義了的方法。

然而，動(dòng)態(tài)綁定是有前提的，綁定的方法必須存在于基類中，否則無(wú)法編譯通過(guò)。

class Person {
	void eat() {
		System.out.println("Person.eat()");
	}
}
class Boy extends Person {
	void eat() {
		System.out.println("Boy.eat()");
	}
	void speak() {
		System.out.println("Boy.speak()");
	}
}
public class Persons {
	public static void main(String[] args) {
		Person p = new Boy();
		p.eat();
		p.speak();
		// The method speak() is undefined for the type Person
	}
}

如果子類中沒(méi)有定義覆蓋方法，則會(huì)調(diào)用父類中的方法：

class Person {
	void eat() {
		System.out.println("Person.eat()");
	}
}
class Boy extends Person {
}
public class Persons {
	public static void main(String[] args) {
		Person p = new Boy();
		p.eat();
	}
}

【運(yùn)行結(jié)果】:

Person.eat()

2.靜態(tài)方法的綁定

將上面的方法都加上static關(guān)鍵字，變成靜態(tài)方法：

class Person {
	static void eat() {
		System.out.println("Person.eat()");
	}
	static void speak() {
		System.out.println("Person.speak()");
	}
}
class Boy extends Person {
	static void eat() {
		System.out.println("Boy.eat()");
	}
	static void speak() {
		System.out.println("Boy.speak()");
	}
}
class Girl extends Person {
	static void eat() {
		System.out.println("Girl.eat()");
	}
	static void speak() {
		System.out.println("Girl.speak()");
	}
}
public class Persons {
	public static Person randPerson() {
		switch ((int)(Math.random() * 2)) {
			default:
			    case 0:
			      return new Boy();
			case 1:
			      return new Girl();
		}
	}
	public static void main(String[] args) {
		Person[] p = new Person[4];
		for (int i = 0; i < p.length; i++) {
			p[i] = randPerson();
			// 隨機(jī)生成Boy或Girl
		}
		for (int i = 0; i < p.length; i++) {
			p[i].eat();
		}
	}
}

【運(yùn)行結(jié)果】：
Person.eat()
Person.eat()
Person.eat()
Person.eat()
觀察結(jié)果，對(duì)于靜態(tài)方法而言，不管父類引用指向的什么子類對(duì)象，調(diào)用的都是父類的方法。

助記口訣

- 靜態(tài)方法:靜態(tài)方法看父類
- 非靜態(tài)方法：非靜態(tài)方法看子類

總結(jié)

以上就是本文關(guān)于Java繼承概念詳細(xì)解讀的全部?jī)?nèi)容，希望對(duì)大家有所幫助。感興趣的朋友可以繼續(xù)參閱本站其他相關(guān)專題，如有不足之處，歡迎留言指出。感謝朋友們對(duì)本站的支持！

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