Java之繼承、抽象類、接口篇

一、繼承（extends）

什么是繼承？

繼承是對現實生活中的"分類"概念的一種模擬。

獅子擁有動物的一切基本特性，但同時又擁有自己的獨特的特性，這就是"繼承"關系的重要特性：通常簡稱為"IS_A"關系，UML類圖可以這么表示：

繼承的語法

class 子類名 extends 父類名 {

    ……

}

注意：

    父類（parent class）和超類（super class）：通常指直接上級；

    基類（base class）：通常指包括直接上級在內的"上級的上級"；

例如：

    子類自動擁有父類聲明為public和protected的成員，這就是繼承特性的體現之一。

繼承條件下類的訪問權限：

    public:外界可自由訪問

    private:外界不可訪問

    protected:同一包中的子類都可以訪問，另一包中的子類（派生於同一個父類）也可以訪問

    default:如果不指明任何權限，則默認同一包中的類可以訪問

繼承條件下的構造方法調用

首先，看這段代碼有什么發現？

 TestInherits.java

觀察輸出，可以得出以下結論：

    1).在繼承父類的時候默認調用父類的無參構造函數，如果父類里面並沒有無參的構造函數，那么這里子類的無參構造函數就會報錯，如果想要調用有參構造函數的話就要用到super了，顯示調用GrandParent的含參構造函數，而且必須將super()放在子類構造函數里第一行。

    2).在初始化子類之前顯示初始化父類，爸爸出來才有兒子，沒有爸爸兒子不可能出來哈。

    3).在子類中調用父類的屬性，super. 和 this. 的形式區分於父類、子類的成員。

不允許繼承的類

final class 類名 {

}

1)以final聲明的方法不允許覆蓋。

2)以final聲明的變量不允許更改。

3)利用final,可以設計出一種特殊的"只讀"的"不可變類"。

 

"不可變類"？

    創建"不可變的類"的對象后，此對象的屬性不可改，而且也無法從此類派生出新子類。String就是一個典型的例子。

    用處：可以方便和安全地用於多線程環境中；

         訪問它們可以不用加鎖，因而能提供較高的性能。

實例：Address.java

 Address.java

 

子類與父類方法間的關系

子類與弗雷各自定義的方法之間，可以出現以下三種情況：

    擴充（Extends）：子類定義的方法父類沒有同名。

    覆蓋/重寫（Override）：子類父類定義了完全一樣的方法 ------》需要注意覆蓋時要遵守的"覆蓋原則"，如：靜態的方法不允許覆蓋等等。

    重載（Overloads）：子類有父類的同名方法，但兩者的參數類型或參數數目不一樣。

頂層基類Object

在Java中，所有的類都派生自Object，此類定義了一下方法：

神奇的"+"號

看這段代碼：

 

 

 

 

 

注意最后一句，一個子串和一個對象"相加"，得到一下結果：

 

 

 

 

為什么呢?

Fruit類覆蓋了Object類中的toString方法。

結論：

    在"+"運算中，當任何一個對象與一個String對象，連接時，會隱式地調用其toString()方法，默認情況下，此方法返回"類名@+hashCode"。為了返回有意義的信息，子類可以重寫toString()方法。

Java"方法覆蓋"的語法規則

1. 覆蓋方法的允許范圍不能小於原方法。
2. 覆蓋方法所拋出的異常不能比原方法更多。
3. 聲明為final方法不允許覆蓋。
   1. 例如，Object的getClass()方法不能覆蓋。
4. 不能覆蓋靜態方法。

 

二、抽象（abstract）和接口（interface）

抽象類和抽象方法

1. 有 abstract修飾的類稱為"抽象類"，它只定義了 什么方法應該存在，不能創建對象，必須 派生出一個 子類，並在子類中實現其未實現的方法之后，才能使用new關鍵字創建對象。
2. 在方法前加上 abstract就形成抽象方法，只有 方法聲明，沒有實現代碼。
   1. 示例：
3. 一個抽象類中可以包含非抽象方法和成員變量。包含抽象方法的類一定是抽象類，但是抽象類中的方法不一定是抽象方法。 

抽象類的三種"類型"

1. 直接定義了一個抽象方法
2. 繼承了一個抽象父類，但沒有完全實現父類包含的抽象方法
3. 實現了一個接口，但沒有完全實現此接口所包容的抽象方法。

注意：

1. 從抽象類繼承的子類必須 實現父類的 所有抽象方法，否則，它仍然是 抽象類。
2. 抽象類不能創建對象，一般用它來引用子類對象。
   1. 實例：
      1. Person p;
      2. p = new Employee(); 
   2. 以下模式總是成立的：
      1. 抽象類 抽象類變量 = new 派生自抽象類的具體子類();

面向對象程序設計中，為什么要進入"接口"？

    C++里面的繼承是多重繼承，但是Java里面只能是單個繼承，為了彌補這些，就引入接口的概念。

    如果想繼承其他類，就把其他類定義成接口（其實也是特殊的類），關鍵字interface用來定義接口，關鍵字implements用於接口繼承，接口可以繼承多個，因此可以用接口實現多重繼承。

Java中"接口"的語法特性

1. 定義一個接口，采用關鍵字 interface，實現一個接口，采用關鍵字 implements，繼承一個或多個接口，多個接口之間用"逗號"連接。
2. 接口的成員函數自動成為 public的，數據成員自動成為 static和 final的。
3. 如果接口不聲明為 public的，則自動變為 package。
4. 一個類可以同時實現多個接口。

接口的使用

接口類型 接口類型的變量 = new 實現了借口的具體類型();

接口的擴充

可以通過繼承接口擴充已有接口，並形成一個新的接口。

示例：

實現子接口的類，必須實現"父""子"接口所定義的所有方法，才能被實例化（即new出一個對象）。

利用接口定義常量

1. 只要一個類聲明實現了這個接口，就可以直接使用這些常量名。
2. 在實際開發中，這種編程方式非常常見。 
3. 注意：定義在接口中的常量必須被初始化。

接口與抽象類的區別

1. 抽象類是一個不完全的類，而接口只是表明類應該具有哪些"外部"特征，不涉及任何實現細節。
2. 接口基本上不具備繼承的任何具體特點，它僅僅承諾了外界能夠調用的方法。
3. 一個類一次可以實現若干個接口，但一個類只能繼承一個父類。