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【从零开始学习JAVA | 第四篇】继承与多态

news 2026/5/23 4:51:41

前言

上一篇我们掌握了面向对象的基础——类与对象、封装。本篇继续深入，学习面向对象三大特性中的另外两个：继承和多态。

这两个特性是 Java 实现代码复用、灵活扩展的核心机制，也是面试中最高频的考点之一，务必认真学习。

一、继承

1.1 什么是继承？

继承允许一个类获取另一个类的属性和方法，避免重复代码。

  • 被继承的类叫父类（超类）
  • 继承的类叫子类
  • 使用关键字extends
graph TD A[Animal 父类] --> B[Dog 子类] A --> C[Cat 子类] A --> D[Bird 子类] style A fill:#cce5ff style B fill:#d4edda style C fill:#d4edda style D fill:#d4edda

💡 生活类比：父亲有房子和车，儿子继承后直接拥有，不需要自己再买。

1.2 继承的基本写法

不使用继承时，存在大量重复代码：

// 重复定义相同属性和方法 ❌ public class Dog { String name; int age; public void eat() { System.out.println(name + " 在吃饭"); } public void bark() { System.out.println("汪汪汪"); } } public class Cat { String name; int age; public void eat() { System.out.println(name + " 在吃饭"); } public void meow() { System.out.println("喵喵喵"); } }

使用继承后，公共部分抽取到父类：

// 父类 public class Animal { String name; int age; public void eat() { System.out.println(name + " 在吃饭"); } } // 子类 Dog public class Dog extends Animal { public void bark() { System.out.println(name + " 说：汪汪汪"); } } // 子类 Cat public class Cat extends Animal { public void meow() { System.out.println(name + " 说：喵喵喵"); } }
public class Demo { public static void main(String[] args) { Dog dog = new Dog(); dog.name = "旺财"; dog.age = 3; dog.eat(); // 继承自父类 dog.bark(); // 自己的方法 Cat cat = new Cat(); cat.name = "咪咪"; cat.eat(); cat.meow(); } }

输出结果：

旺财 在吃饭 旺财 说：汪汪汪 咪咪 在吃饭 咪咪 说：喵喵喵

1.3 继承的特点

  • Java 只支持单继承，一个类只能有一个直接父类
  • 但支持多层继承：A → B → C
  • 所有类默认继承Object类（Java 的祖宗类）
graph TD A[Object] --> B[Animal] B --> C[Dog] C --> D[导盲犬 GuideDoc] style A fill:#ffe0cc style B fill:#cce5ff style C fill:#d4edda style D fill:#fff3cd

1.4 子类能继承什么？

父类成员能否继承
public 属性/方法✅ 可以
protected 属性/方法✅ 可以
默认(不写修饰符)✅ 同包可以
private 属性/方法❌ 不能直接访问
构造方法❌ 不能继承，但可以调用

二、super 关键字

super代表父类对象，用于访问父类的属性、方法和构造方法。

2.1 调用父类构造方法

public class Animal { private String name; private int age; public Animal(String name, int age) { this.name = name; this.age = age; } public String getName() { return name; } }
public class Dog extends Animal { private String breed; // 品种 public Dog(String name, int age, String breed) { super(name, age); // 必须在第一行，调用父类构造 this.breed = breed; } public void printInfo() { System.out.println("名字：" + getName() + "，品种：" + breed); } }
Dog dog = new Dog("旺财", 3, "拉布拉多"); dog.printInfo(); // 名字：旺财，品种：拉布拉多

2.2 this 与 super 对比

thissuper
代表当前对象父类对象
访问属性this.属性super.属性
调用方法this.方法()super.方法()
调用构造this()super()
位置要求构造方法第一行构造方法第一行

⚠️this()和super()不能同时出现在构造方法中。

三、方法重写（Override）

方法重写：子类对父类继承来的方法进行重新定义，覆盖原有实现。

3.1 重写规则

  • 方法名、参数列表必须完全相同
  • 返回值类型相同或是其子类
  • 访问权限不能更严格（可以更宽松）
  • 建议加@Override注解，让编译器帮助检查
public class Animal { public void speak() { System.out.println("动物在叫..."); } } public class Dog extends Animal { @Override public void speak() { System.out.println("汪汪汪！"); } } public class Cat extends Animal { @Override public void speak() { System.out.println("喵喵喵！"); } }
public class Demo { public static void main(String[] args) { Animal a = new Animal(); Dog d = new Dog(); Cat c = new Cat(); a.speak(); // 动物在叫... d.speak(); // 汪汪汪！ c.speak(); // 喵喵喵！ } }

3.2 重写 vs 重载

方法重载（Overload）方法重写（Override）
位置同一个类父子类之间
方法名相同相同
参数列表必须不同必须相同
返回值无要求必须相同或子类

四、多态

4.1 什么是多态？

多态：同一种行为，不同对象表现出不同的形态。

核心口诀：父类引用指向子类对象

Animal a = new Dog(); // 父类类型的变量，指向子类对象
graph LR A[Animal类型的引用] -->|指向| B[Dog对象] A -->|指向| C[Cat对象] A -->|指向| D[Bird对象] style A fill:#cce5ff

4.2 多态的完整示例

public class Animal { private String name; public Animal(String name) { this.name = name; } public String getName() { return name; } public void speak() { System.out.println("动物在叫"); } } public class Dog extends Animal { public Dog(String name) { super(name); } @Override public void speak() { System.out.println(getName() + " 说：汪汪汪！"); } } public class Cat extends Animal { public Cat(String name) { super(name); } @Override public void speak() { System.out.println(getName() + " 说：喵喵喵！"); } }
public class Demo { public static void main(String[] args) { // 父类引用指向不同子类对象 Animal a1 = new Dog("旺财"); Animal a2 = new Cat("咪咪"); Animal a3 = new Dog("小黑"); // 同一方法，不同表现 a1.speak(); a2.speak(); a3.speak(); } }

输出结果：

旺财 说：汪汪汪！ 咪咪 说：喵喵喵！ 小黑 说：汪汪汪！

4.3 多态的最大好处

多态让方法可以接收任意子类对象，极大提升代码灵活性：

public class Demo { // 只需写一个方法，传入任何 Animal 子类都能正确执行 public static void letSpeak(Animal animal) { animal.speak(); } public static void main(String[] args) { letSpeak(new Dog("旺财")); letSpeak(new Cat("咪咪")); } }

💡 以后新增Bird类，letSpeak方法无需改动，直接传入即可。这就是多态的威力。

4.4 多态的弊端与类型转换

使用父类引用时，只能调用父类中定义的方法，无法调用子类独有方法。

Animal a = new Dog("旺财"); a.speak(); // ✅ 可以，Animal 中有 speak a.bark(); // ❌ 报错，Animal 中没有 bark

需要调用子类独有方法时，要进行向下转型：

Animal a = new Dog("旺财"); // 向下转型前，先用 instanceof 判断类型 if (a instanceof Dog) { Dog d = (Dog) a; // 强制转换 d.bark(); // ✅ 现在可以调用了 }
graph TD A[向上转型] -->|自动, 安全| B["Animal a = new Dog()"] C[向下转型] -->|强制, 需判断| D["Dog d = (Dog) a"] D --> E{instanceof 检查} E -->|是 Dog| F[✅ 转换成功] E -->|不是 Dog| G[❌ ClassCastException] style F fill:#d4edda style G fill:#f8d7da

五、final 关键字

final表示"最终的、不可改变的"，可以修饰类、方法、变量。

修饰对象含义
final类不能被继承（如 String 类）
final方法不能被重写
final变量变为常量，不能重新赋值
// final 类，不能被继承 public final class MathUtil { } public class Animal { // final 方法，不能被重写 public final void breathe() { System.out.println("呼吸"); } } public class Demo { public static void main(String[] args) { // final 变量，相当于常量 final double PI = 3.14159; // PI = 3.14; // ❌ 报错，不能修改 System.out.println(PI); } }

六、综合练习

题目：定义员工体系，公司有普通员工和经理，都有姓名和工资，但经理还有奖金，且工作内容不同。

// 父类 public class Employee { private String name; private double salary; public Employee(String name, double salary) { this.name = name; this.salary = salary; } public String getName() { return name; } public double getSalary() { return salary; } public void work() { System.out.println(name + " 正在工作"); } public void printSalary() { System.out.println(name + " 的薪资：¥" + salary); } }
// 普通员工 public class Worker extends Employee { public Worker(String name, double salary) { super(name, salary); } @Override public void work() { System.out.println(getName() + " 正在努力搬砖 🧱"); } }
// 经理 public class Manager extends Employee { private double bonus; public Manager(String name, double salary, double bonus) { super(name, salary); this.bonus = bonus; } @Override public void work() { System.out.println(getName() + " 正在开会讨论方案 📊"); } @Override public void printSalary() { System.out.println(getName() + " 的薪资：¥" + getSalary() + "，奖金：¥" + bonus); } }
public class Demo { public static void main(String[] args) { Employee[] staff = { new Worker("小明", 8000), new Worker("小红", 9000), new Manager("王总", 20000, 50000) }; for (Employee e : staff) { e.work(); e.printSalary(); System.out.println("------"); } } }

输出结果：

小明 正在努力搬砖 🧱 小明 的薪资：¥8000.0 ------ 小红 正在努力搬砖 🧱 小红 的薪资：¥9000.0 ------ 王总 正在开会讨论方案 📊 王总 的薪资：¥20000.0，奖金：¥50000.0 ------

总结

graph TD A[继承与多态] --> B[继承 extends] A --> C[多态] B --> B1[代码复用] B --> B2[super关键字] B --> B3[方法重写 Override] C --> C1[父类引用指向子类对象] C --> C2[向上转型 - 自动] C --> C3[向下转型 - 强制+instanceof] C --> C4[多态的好处: 统一处理不同子类] A --> D[final关键字] D --> D1[final类不能继承] D --> D2[final方法不能重写] D --> D3[final变量是常量]
知识点核心要点
继承extends，子类拥有父类非private成员
super代表父类，调用父类构造必须在第一行
方法重写方法名参数相同，子类覆盖父类实现
多态父类引用指向子类对象，运行时动态绑定
类型转换向上自动，向下强转，转前用instanceof判断
final修饰类/方法/变量，表示不可变

写在最后

本篇是「从零开始学习JAVA」系列的第四篇，完整介绍了继承与多态的核心概念和实际应用。

继承减少了重复代码，多态让程序更灵活、更易扩展，二者结合是 Java 面向对象设计的精髓。建议把综合练习完整敲一遍，感受多态带来的便利。

如果觉得本文对你有帮助，欢迎点赞 👍 收藏 ⭐ 关注，我们下一篇见！

下一篇预告：【从零开始学习JAVA | 第五篇】抽象类与接口

http://www.jsqmd.com/news/847694/

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