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【JavaSE基础语法】07-继承与多态

news 2026/7/2 7:55:56

1. 继承

面向对象思想提出了继承的概念，专门用来进行共性抽取，实现代码复用

1.1继承的概念

继承机制：是面向对象程序设计使代码可以复用的最重要手段，允许程序员在保持原有类特性的基础上进行扩展，新增功能，这样产生的类称为派生类。

继承最大的作用就是：共性抽取、实现代码复用以及是实现多态

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

修饰符class子类extends父类{//...}

【注意】：

子类会将父类中的成员变量或成员方法继承到子类中

1.3 父类成员访问

1.3.1 子类访问父类中的成员变量

子类和父类不存在同名成员变量

publicclassBase{inta;intb;}publicclassDerivedextendsBase{intc;publicvoidmethod(){a=10;//访问从父类中继承下来的ab=20;//访问从父类中继承下来的bc=30;//访问子类自己的c}}

父类和子类成员变量同名

publicclassBase{inta;intb;intc;}publicclassDerivedextendsBase{inta;// 与父类中成员 a 同名，且类型相同charb;// 与父类中成员 b 同名，但类型不同publicvoidmethod(){a=100;//是子类自己的成员ab=101;//是子类自己的成员bc=102;//是父类的成员c// d = 103; // 编译失败，因为父类和子类都没有定义成员变量d}}

在子类方法中或者通过子类对象访问成员时：

如果访问的成员变量子类中有，优先访问自己的成员变量
如果访问的成员变量子类中没有，则访问父类继承下来的，如果父类也没有，则报错
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

1.3.2 子类中访问父类的成员方法

成员方法不同名

publicclassBase{publicvoidmethodA(){System.out.println("Base中的methodA()");}}publicclassDerivedextendsBase{publicvoidmethodB(){System.out.println("Derived中的methodB()方法");}publicvoidmethodC(){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，如果父类也没有则报错

成员方法名字相同

publicclassBase{publicvoidmethodA(){System.out.println("Base中的methodA()");}publicvoidmethodB(){System.out.println("Base中的methodB()");}}publicclassDerivedextendsBase{publicvoidmethodA(inta){System.out.println("Derived中的method(int)方法");}publicvoidmethodB(){System.out.println("Derived中的methodB()方法");}publicvoidmethodC(){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)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)，根据调用方法时传递的参数选择合适的方法访问，如果没有则报错

1.4 super关键字

Java提供了super关键字，主要作用是在子类方法中访问父类的成员

publicclassBase{inta;intb;publicvoidmethodA(){System.out.println("Base中的methodA()");}publicvoidmethodB(){System.out.println("Base中的methodB()");}}publicclassDerivedextendsBase{inta;// 与父类中成员变量同名且类型相同charb;// 与父类中成员变量同名但类型不同// 与父类中 methodA() 构成重载publicvoidmethodA(inta){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）publicvoidmethodB(){System.out.println("Derived中的methodB()方法");}publicvoidmethodC(){// 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 可以在子类中访问父类的成员变量、成员方法或构造方法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 methodB()，基类的无法访问到super.methodB();//访问基类的 methodB()}}

【注意事项】

只能在非静态方法中使用

1.5 子类构造方法

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。
在构造子类对象的时候，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，将子类自己新增的成员初始化完整。

publicclassBase{publicBase(){System.out.println("Base()");}}publicclassDerivedextendsBase{publicDerived(){//super(); //注意子类构造方法中默认会调用基类的无参构造方法：super()//用户没有写时，编译器会自动添加，而且 super() 必须是子类构造方法中第一条语句//并且只能出现一次System.out.println("Derived()");}}publicclassTest{publicstaticvoidmain(String[]args){Derivedd=newDerived();}}// 结果打印：// Base()// Derived()

【注意】：

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，此时需要用户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。

1.6 super和this

【相同点】

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是对当前对象的引用，当前对象即调用实例方法的对象，super相当于是子类对象从父类继承下来的部分成员的引用
非静态成员方法中，this用来访问本类的方法和属性，super用来访问父类继承下来的方法和属性
在构造方法中：this(...)用于调用本类的构造方法，super(...)用于调用父类的构造方法，两种构造方法不能同时在构造方法中出现

每个构造方法的第一条语句必须是this(...)或super(...)。如果没有显式写，编译器会默认补上super()。如果写了this(...)，则当前构造方法不会直接调用super(...)，但最终会通过其他构造方法间接调用父类构造方法。

1.7 执行顺序

父类静态代码块优先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
子类实例代码块和子类构造方法紧接着执行
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

1.8 继承方式

【注意】：Java 类不支持多继承，即一个类只能extends一个父类；但 Java 支持一个类实现多个接口。

1.9 final关键字

final关键字可以用来修饰变量、成员方法以及类

修饰变量或字段，表示常量（即不能修改）

finalinta=10;a=20;//编译出错

修饰类，表示此类不能被继承
我们平时使用的String字符串类就是用final修饰的，不能被继承

finalpublicclassAnimal{...}publicclassBirdextendsAnimal{...}//编译出错

修饰方法，表示该方法不能被重写

1.10 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。

// 轮胎类classTire{// ...}// 发动机类classEngine{// ...}// 车载系统类classVehicleSystem{// ...}classCar{privateTiretire;//可以复用轮胎中的属性和方法privateEngineengine;//可以复用发动机中的属性和方法privateVehicleSystemvs;//可以复用车载系统中的属性和方法// ...}// 奔驰是汽车classBenzextendsCar{//将汽车中包含的：轮胎、发动机、车载系统全部继承下来}

组合和继承都可以实现代码的复用，一般建议：能使用组合尽量使用组合

2. 多态

概念：多态就是去完成某个行为，当不同的对象去完成时就会产生出不同的状态

2.1 多态的实现条件

必须在继承体系下
子类必须要对父类中方法进行重写
通过父类的引用调用重写的方法

多态的体现：在代码运行时，当传递不同类对象时，会调用对应类中的方法

publicclassAnimal{Stringname;intage;publicAnimal(Stringname,intage){this.name=name;this.age=age;}publicvoideat(){System.out.println(name+" eat");}}publicclassCatextendsAnimal{publicCat(Stringname,intage){super(name,age);}@Overridepublicvoideat(){System.out.println(name+" eat fish");}}publicclassDogextendsAnimal{publicDog(Stringname,intage){super(name,age);}@Overridepublicvoideat(){System.out.println(name+" eat bone");}}publicclassTestAnimal{publicstaticvoideat(Animala){a.eat();}publicstaticvoidmain(String[]args){Catcat=newCat("哈基米",2);Dogdog=newDog("大黄",1);eat(cat);eat(dog);}}//输出结果//哈基米 eat fish//大黄 eat bone

2.2 重写

重写（override）：也称为覆盖。重写是子类对父类中非静态、非private、非final、非构造方法等方法的实现过程进行重新编写，返回值和形参都不能改变。即外壳不变，核心重写。
重写的好处在于子类可以根据需要，定义特定于自己的行为。也就是说，子类能够根据需要实现父类的方法。
【方法重写的规则】：

子类在重写父类的方法时，一般必须与父类方法原型一致:返回值类型方法名(参数列表)要完全一致
被重写的方法返回值类型可以不同，但是必须是具有父子关系的
访问权限不能比父类中被重写的方法的访问权限更低
static方法不能被重写，只能被隐藏；private方法对子类不可见，不能被重写；final方法不能被重写；构造方法不能被继承，因此也不能被重写
重写的方法，可以使用@Override注解来显式指定.有了这个注解能帮我们进行一些合法性校验

【重写和重载的区别】：

区别点	重写（override）	重载（overload）
参数列表	一定不能修改	必须修改
返回类型	一定不能修改（除非可以构成父子类关系）	可以修改
访问限定符	一定不能做更严格的限制（可以降低限制）	可以修改

【重写的设计原则】：

对于已经投入使用的类，尽量不要进行修改。最好的方法是：重新定义一个新的类，类重复利用其中共性的内容，并添加或者改动新的内容

2.3 向上转型和向下转型

2.3.1 向上转型

就是创建一个子类对象，将其当成父类对象来使用

父类对象 对象名=new子类类型();

【使用场景】

publicclassTestAnimal{// 2. 方法传参：形参为父类型引用，可以接收任意子类的对象publicstaticvoideatFood(Animala){a.eat();}// 3. 作返回值：返回任意子类对象publicstaticAnimalbuyAnimal(Stringvar){if("狗".equals(var)){returnnewDog("狗狗",1);}elseif("猫".equals(var)){returnnewCat("猫猫",1);}else{returnnull;}}publicstaticvoidmain(String[]args){Animalcat=newCat("元宝",2);// 1. 直接赋值：子类对象赋值给父类对象Dogdog=newDog("小七",1);eatFood(cat);eatFood(dog);Animalanimal=buyAnimal("狗");animal.eat();animal=buyAnimal("猫");animal.eat();}}

【优点】：让代码实现更灵活
【缺点】：不能调用到子类特有的方法

2.3.2 向下转型

将一个子类对象经过向上转型之后当成父类方法使用，再无法调用子类的方法，但有时候可能需要调用子类特有的方法，此时将父类引用再还原为子类对象即可，即向下转型
向下转型用的比较少，而且不安全，万一转型失败，运行时就会抛异常。
Java中为了提高向下转型的安全性，引入了instanceof，如果该表达式为true，则可以安全转移

publicclassTestAnimal{publicstaticvoidmain(String[]args){Catcat=newCat("元宝",2);Dogdog=newDog("小七",1);// 向上转型Animalanimal=cat;animal.eat();animal=dog;animal.eat();if(animalinstanceofCat){cat=(Cat)animal;cat.mew();}if(animalinstanceofDog){dog=(Dog)animal;dog.bark();}}}