【Java SE】继承的详解

伴着秋风，聆听篮球落网的声音

1、继承

1.1 继承的概念

1.2 继承的语法和简单使用

1.3 子类中访问父类成员出现同名

2、 super关键字

2.1 如何使用 super 关键字

2.2 子类构造方法

2.3 super 和 this 的区别

3、再谈代码块

3.1 回顾

3.2 继承关系中的执行顺序

4、 protected 关键字

4.1 protected关键字的作用

4.2 子类如何访问父类 private 修饰的成员？

4.3 为什么 private 和 protected 不能修饰外部类？

5、Java中的继承方式

6、final 关键字

7、继承与组合

1、继承

1.1 继承的概念

这里我们回顾下之前 Student 类，如果今天我们要定义一个 Teacher 类，我们会发现，这两个类有很多共同点：首先学生有姓名性别年龄，老师也有姓名性别年龄，同时学生的行为有上课，老师的行为也有上课这一行为，但是呢，学生与老师又有不同的点，比如学生有成绩，而老师有工资，再比如学生有考试的行为，而老师却有改试卷的行为，所以我们再一想，他们共同的点是不是可以抽取出来形成一个新的类？

继承(inheritance)机制：这个机制是面向对象程序设计中一个可以使代码复用的重要手段，他可以在原有类的特性上进行扩展，增加新的功能，由继承下来的类，称为派生类，从而实现代码复用，就比如我们上面的 Student 和 Teacher 类，抽出共同的部分，然后继承共同的部分，达到代码复用：

通过上图我们发现 Student 和 Teacher 类都继承了 Person 类的属性，其中 Person 称为父类/基类/超类，而 Student，Teacher 可以称为 Person 的子类/派生类，继承之后，子类可以复用父类中的成员，而子类只需要关心自己新增加的成员即可，同时也可以看出，继承最大的作用就是实现代码复用和实现多态(多态下期讲)

1.2 继承的语法和简单使用

现在我们是有了这样的一个思路，如何用代码实现呢？这里我们需要了解 extends 关键字，具体的语法如下：

修饰符 class A extends B {// ...
}

而如上代码中，我们就可以理解成，A类继承了B类，所以A是B的子类，B是A的父类，那我们讲我们上图中画的图用代码实现一下：

public class Person {public String name;public String sex;public int age;//老师和学生都需要吃饭和上课public void attendClass() {System.out.println(name + "正在上课");}public void eat() {System.out.println(name + "正在吃饭");}
}
class Student extends Person {//学生有成绩public float score;//学生需要考试public void examination() {System.out.println(name + "同学正在考试");}
}
class Teacher extends Person {//老师有工资public float salary;//老师需要改试卷public void modifyPaper() {System.out.println(name + "老师正在改试卷");}
}

我们先分析下上面的代码：首先 Student 和 Teacher 分别继承了 Person 这个类，也就是说他们继承了父类的成员，所以子类中有两部分，第一部分是父类的成员，第二部分是子类自己的成员，简而言之，就是通过子类实例化的对象的成员里面包含了父类成员。

在一个我们可以观察下他们抽取出来的部分，确实是如我们刚开始所说，把学生和老师共同拥有的属性和行为抽取出来形成一个人的类，接下来我们就用main方法去测试下他们：

class Test {public static void main(String[] args) {Student student = new Student();student.name = "张三";student.examination();Teacher teacher = new Teacher();teacher.name = "李四";teacher.modifyPaper();student.eat();teacher.eat();}
}

从这个打印结果也能证明我们前面的结论，子类实例化的对象确实继承了父类的属性和行为！

总结：

子类会将父类中的成员继承到子类中

子类继承父类后，必须要添加自己特有的成员，体现出与父类的不同，否则就没有必要继承了

1.3 子类中访问父类成员出现同名

上面的演示我们也看到了，子类是可以访问父类的成员的(建立在限定符允许的情况，后面讲)，那如果出现子类的成员变量和父类成员变量同名怎么办呢？如果成员方法也同名怎么办？

我们简单对上面的学生类做修改：

class Student extends Person {//学生有成绩public float score;public String name = "123";//学生需要考试public void examination() {System.out.println(name + "同学正在考试");}public void eat() {System.out.println("执行了子类的eat");}
}
class Test {public static void main(String[] args) {Student student = new Student();student.examination();student.eat();}
}

这个代码里面的 name 变量和 eat 方法跟父类里的同名了：

如果同名执行的是父类的话，则打印的是：null同学正在考试和 null正在吃饭因为如果执行父类则 name 变量没有初始化，默认值是 null。

如果同名执行的是子类的话，则打印的是：123同学正在考试和执行了子类的eat 因为我们原地初始化了子类的 name 变量为"123"，我们让main方法走起来：

总结：

如果子类成员变量和父类成员变量同名，则优先访问子类的

成员变量优先访问遵循就近原则，自己有优先自己的，自己没有则向父类中找，都没有则报错

如果子类成员方法和父类成员方法同名(没有构成重载)，则优先访问子类的

如果子类成员方法和父类成员方法同名(构成了重载)，则根据调用方法传递的参数选择合适的成员访问，都没有则报错

如果在子类中存在与父类相同的成员时，我非要访问父类的，怎么办？用super关键字，我们马上了解

2、 super关键字

2.1 如何使用 super 关键字

由于场景的需要，可能会出现父类和子类出现相同名字的成员，如果我们要在子类中访问相同名字的父类成员，直接访问是不可以做到的，这里就可以使用 super 关键字，我们把上面的代码稍作修改：

class Student extends Person {//学生有成绩public float score;public String name = "123";//学生需要考试public void examination() {System.out.println(super.name + "同学正在考试");}public void eat() {System.out.println("执行了子类的eat");}public void test() {super.eat();}
}
class Test {public static void main(String[] args) {Student student = new Student();student.examination();student.test();}
}

如果说 super 可以当子类和父类成员出现同名加上 super 会帮我们访问父类的话，则会打印 null同学正在考试和 null正在吃饭我们来看看是不是真的帮我们访问的父类成员：

注意：

super 只能在非静态方法中使用，因为只有产生了对象才能访问实例成员变量和成员方法，而静态成员变量和静态成员方法是不依赖于对象的

在子类方法中，访问父类的成员变量或者成员方法

super 调用构造方法后面讲

2.2 子类构造方法

之前我们了解过，当创建对象的时候，先要调用类的构造方法，当构造方法调用完毕，对象才真正产生了，那么在我们实例化子类的时候，子类既然要继承父类的属性，需先调用父类的构造方法，然后再执行子类的构造方法，所以当我们什么构造方法都没写的时候，编译器会默认提供无参的构造方法。

既然实例化子类的时候需要先调用父类的构造方法，所以编译器默认给子类提供的构造方法就是这样的：

public Student() {super();}

也就是说，子类构造方法中，如果用户没有写，编译器会默认调用父类的无参构造方法: super()；而且 super()；必须是构造方法中的第一条语句，并且只能出现一次。

这里我们做个测试，证明没有写自己写 super()；的时候编译器会默认调用：

public class Person {public String name;public String sex;public int age;public Person() {System.out.println("父类构造方法执行！");}
}class Student extends Person {public float score;public Student() {System.out.println("子类构造方法执行！");}
}

总结：子类虽然没有调用父类构造方法，但编译器还是默认带上了，同时也正如我们所说，先调用父类在调用子类，因为子类对象中的成员有两部分组成，分别是父类继承下来的部分以及子类自己增加的部分，字面意思父子，肯定是现有父后有子，所以在子类实例化的时候，必须先调用父类的构造方法，将父类继承下来的成员构造完整之后，在调用子类的构造方法，将子类自己的成员初始化完整。

注意：

在子类构造方法中，编译器虽然隐含了super() 调用，但是如果父类构造方法是有参的，则需要子类构造方法里显式提供合适父类构造方法的调用

super(...) 只能在子类构造方法出现一次，不能和 this 同时出现

2.3 super 和 this 的区别

这个其实也是面试会问到的一个题，下面我们就来看下他们的区别：

相同点：

都是Java中的关键字
都只能在类的非静态方法中使用，用来访问非静态成员和变量
在构造方法中出现的话，必须是构造方法中的第一条语句，而且他俩不能同时出现

不同点：

this 是当前对象的引用，而 super 是从父类继承下来部分成员的引用，不能说是父类对象的引用，因为实例化子类的时候并没有创建父类的对象
this 用来访问本类的方法和属性，super 用来访问父类的方法和属性(都是非静态)
在构造方法中，this 用来调用本类的构造方法，super 用来调用父类的构造方法
子类构造方法中，super 一定会出现，this 如果不写则没有

图示例：

3、再谈代码块

3.1 回顾

上期我们测试过代码块，发现执行顺序的优先级分别是静态代码块 -> 实例代码块 -> 构造方法分别是这种执行循序。

静态代码块最先执行，并且只执行一次，因为是再JVM加载类的时候就开辟了。
当有对象创建时就会执行实例代码块，实例代码块执行完毕后，接着执行构造方法

3.2 继承关系中的执行顺序

如果父类中有静态代码块，实例代码块，构造方法，而子类中也有这些，那么他们的先后执行顺序是什么呢？我们用代码来做测试：

public class Person {public String name;public String sex;public int age;{System.out.println("执行 Person 实例代码块！");}static {System.out.println("执行 Person 静态代码块！");}public Person() {System.out.println("执行 Person 构造方法！");}
}
class Student extends Person {public float score;{System.out.println("执行 Student 实例代码块！");}static {System.out.println("执行 Student 静态代码块！");}public Student() {System.out.println("执行 Student 构造方法！");}
}
class Test {public static void main(String[] args) {Student student = new Student();}
}

通过测试，我们可以得出以下结论：

静态代码块永远是最早执行，但是父类优于子类

紧接着就是父类实例代码块和构造方法，再就是子类实例代码块和构造方法

第二次实例化的时候，父类和子类静态代码块将不会执行(可以自己下去测试，上一期也测试)

4、 protected 关键字

4.1 protected关键字的作用

其实在上一期中我们就已经简单的介绍了以下这个关键字，只是当时我们并不知道继承的概念，所以当时出现，允许在不同包中的子类中访问这个权限，相信大家目前应该已经了解他的权限了，那这里我们就做一个小的代码演示：

看到这，相信你就理解了 protected 关键字了，建议大家自己下来多尝试敲代码，多测试，简单来说，要想在不同的包中访问 protected 修饰的成员，首先你这个类必须称为那个类的子类。

4.2 子类如何访问父类 private 修饰的成员？

其实本期的所有代码，除了4.1例子之外，不管是父类还是子类的成员变量都是 public 修饰的，那我们前面学过 private 修饰的成员只能在本类中访问，也就是说如果父类中有 private 修饰的成员，我们也会继承下来，但是无法直接访问，因为权限限定符，他限定的就是你访问的权限，那我们就想访问父类使用 private 修饰的成员怎么办？有一个目前能理解的方法：在父类中写一个公共的获取方法就行，比如 public String getName() { return name; }

4.3 为什么 private 和 protected 不能修饰外部类？

我们要先了解他们的权限：

private：如果使用 private 修饰了外部类，那么这个类将不能在其他类中进行实例化，也就是不能用这个类来创建对象，那么这个类的属性和方法就不能被访问，这个类将毫无意义，所Java直接不允许使用 private 修饰外部类

protected：如果 A 类用了 protected 修饰，那么在不同包中的 B 类要想访问 A 类的话，B 必须为 A 的子类，但是 B 想继承 A 的前提是 B 可以访问到 A，这里就会发生冲突，继承是为了拥有父类的属性和方法，所以 protected 是用来修饰类的成员的

总结：

也就是说，如果我这个类的属性和方法可以被任何的子类访问，我就用 protected，如果我这个类的属性和方法只能在本类中访问，我就用 private，如果我们不想让这个类被继承，就用 final(后续讲)

5、Java中的继承方式

Java中支持一个类单继承，也就是一个类继承另一个类

Java中支持多层继承，也就是一个类继承了另一个类，另一个类又继承了另一个类

Java中支持不同类继承同一个类，就是一个父类有多个子类，但子类只有一个父类

Java中不支持多继承，也就是不能一个子类有多个父类！

一般我们不希望出现超过三层的继承关系，继承层次太多，就可能考虑要对代码重构了！

6、final 关键字

这个关键字在前面我们也见过，final简单来说可以修饰变量，成员方法，类，我们下面就来看看修饰他们所不同的表现：

final修饰变量：这个我们在之前说过，修饰了变量或者字段，表示常量，是不能被修改的

final修饰方法：表示方法不能被重写(下期介绍)

final修饰类：表示该类不能被继承：

7、继承与组合

组合就相当于一个东西是由什么零件组装而成的，而继承则是把相同的部分抽取了出来，两个其实都是实现代码复用的效果

继承与对象之间的关系是：is - a：比如猫是动物，狗也是动物，他们都属于动物
组合于对象之间的关系是：has - a：比如主机是由CPU，主板，显卡等组合而成形成主机

这个在我们后续的学习中也会接触，这里先做一个简单了了解即可

下期预告：【Java SE】多态的详解