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解析JavaSE的繼承和多態(tài)

 更新時(shí)間：2022年03月02日 16:01:58   作者：小小茶花女  
這篇文章主要為大家詳細(xì)介紹了JavaSE的繼承和多態(tài)，文中示例代碼介紹的非常詳細(xì)，具有一定的參考價(jià)值，感興趣的小伙伴們可以參考一下，希望能夠給你帶來(lái)幫助

1. 繼承

1. 子類繼承了父類，獲得父類的全部Field和方法。

子類Student類繼承父類，將可以獲得父類的全部Field和方法

public class Person {
    public int age;
    public void show(){
        System.out.println("調(diào)用了父類中的show()方法");
    }
}

public class Student extends Person {
    public static void main(String[] args) {
        Student student = new Student();
        student.name = "張三";
        student.age=18;
        // 調(diào)用父類中的show()方法
        student.show();
    }
}

2. 子類繼承了父類，額外增加新的Field和方法

繼承了父類中的屬性和方法，同時(shí)新增一個(gè)show1()方法

public class Person {
    public int age;
    public void show(){
        System.out.println("調(diào)用了父類中的show()方法");
    }
}

public class Student extends Person {
    public static void show1(){
        System.out.println("調(diào)用了子類中的show1()方法");
    }
    public static void main(String[] args) {
        Student student = new Student();
        // 調(diào)用父類中的show()方法
        student.show();
        // 調(diào)用子類中的show1()方法
        student.show1();
    }
}

3. 子類繼承了父類，重寫(xiě)父類中的方法

1、這種子類包含與父類同名方法的現(xiàn)象被稱為方法重寫(xiě)，也被稱為方法覆蓋（Override）?？梢哉f(shuō)子類重寫(xiě)了父類的方法，也可以說(shuō)子類覆蓋了父類的方法。

public class Person {
    public int age;
    public void show(){
        System.out.println("調(diào)用了父類中的show()方法");
    }
}

public class Student extends Person {
    public void show(){
        System.out.println("調(diào)用了子類中的show()方法");
    }
    public static void main(String[] args) {
        Student student = new Student();
        // 調(diào)用了子類中的show()方法
        student.show();
    }
}

2、注意：方法的重寫(xiě)要遵循“兩同兩小一大”規(guī)則

(1) “兩同”即方法名相同、形參列表相同；

(2) “兩小”指的是子類方法返回值類型應(yīng)比父類方法返回值類型更小或相等，子類方法聲明拋出的異常類應(yīng)比父類方法聲明拋出的異常類更小或相等；

(3) “一大”指的是子類方法的訪問(wèn)權(quán)限應(yīng)比父類方法的訪問(wèn)權(quán)限更大或相等；

(4) 尤其需要指出的是，覆蓋方法和被覆蓋方法要么都是類方法，要么都是實(shí)例方法，不能一個(gè)是類方法，一個(gè)是實(shí)例方法；

 public class Person {
    public int age;
    public void show(){
        System.out.println("調(diào)用了父類中的show()方法");
    }
}

public class Student extends Person {
    // 編譯報(bào)錯(cuò)，因?yàn)楦割愔械膕how()方法不是static修飾的，子類就不能使用static修飾
    public static void show(){
        System.out.println("調(diào)用了子類中的show()方法");
    }
}

3、注意：如果父類方法具有private訪問(wèn)權(quán)限，則該方法對(duì)其子類是隱藏的，因此其子類無(wú)法訪問(wèn)該方法，也就是無(wú)法重寫(xiě)該方法。

如果子類中定義了一個(gè)與父類private方法具有相同的方法名、相同的形參列表、相同的返回值類型的方法，依然不是重寫(xiě)，只是在子類中重新定義了一個(gè)新方法。

public class Person {
    public int age;
    private void show(){
        System.out.println("調(diào)用了父類中的show()方法");
    }
}

public class Student extends Person {
    // show()方法是private方法，子類不可以訪問(wèn)該方法，因此可以添加static關(guān)鍵字
    public static void show(){
        System.out.println("調(diào)用了子類中的show()方法");
    }
}

4、注意：當(dāng)子類覆蓋了父類方法后，訪問(wèn)的便是子類中被覆蓋的方法，將無(wú)法訪問(wèn)父類中被覆蓋的方法。

4. super限定，在子類調(diào)用父類中被覆蓋的方法

1、如果需要在子類方法中調(diào)用父類被覆蓋的實(shí)例方法，則可使用super限定來(lái)調(diào)用父類被覆蓋的實(shí)例方法。

public class Person {
    public int age;
    public void show(){
        System.out.println("調(diào)用了父類中的show()方法");
    }
}

public class Student extends Person {
    public void show(){
        System.out.println("調(diào)用了子類中的show()方法");
    }
    public void test(){
        // 調(diào)用了父類中的show()方法
        super.show();
    }
    public static void main(String[] args) {
        Student student = new Student();
        student.test();
    }
}

2、如果需要在子類方法中調(diào)用父類被覆蓋的類方法，則可使用super限定來(lái)調(diào)用父類被覆蓋的類方法。

public class Person {
    public int age;
    public static void show(){
        System.out.println("調(diào)用了父類中的show()方法");
    }
}

public class Student extends Person {
    public static void show(){
        System.out.println("調(diào)用了子類中的show()方法");
    }
    public void test(){
        // 調(diào)用了父類中的show()方法
        Person.show();
    }
    public static void main(String[] args) {
        Student student = new Student();
        student.test();
    }
}

3、super是Java提供的一個(gè)關(guān)鍵字，super用于限定該對(duì)象調(diào)用它從父類繼承得到的Field或?qū)嵗椒ā?/p>

正如this不能出現(xiàn)在static修飾的方法中一樣，super也不能出現(xiàn)在static修飾的方法中。static修飾的方法是屬于類的，該方法的調(diào)用者可能是一個(gè)類，而不是對(duì)象，因而super限定也就失去了意義。

public class Person {
    public int age;
    public void show(){
        System.out.println("調(diào)用了父類中的show()方法");
    }
}

public class Student extends Person {
    public void show(){
        System.out.println("調(diào)用了子類中的show()方法");
    }
    public void test(){
        // 調(diào)用了父類中的show()方法
        super.show();
    }
    public static void main(String[] args) {
        Student student = new Student();
        student.test();
        // 編譯報(bào)錯(cuò)，因?yàn)閟uper不能出現(xiàn)在static修飾的方法中
        super.show();
    }
}

4、如果子類定義了和父類同名的Field，則會(huì)發(fā)生子類Field隱藏父類Field的情形。

在正常情況下，子類里定義的方法默認(rèn)會(huì)訪問(wèn)到子類中定義的Field，無(wú)法訪問(wèn)到父類中被隱藏的Field，在子類定義的實(shí)例方法中可以通過(guò)super來(lái)訪問(wèn)父類中被隱藏的Field

public class Person {
    public int age=5;
}

public class Student extends Person {
    private int age = 10;
    public void getOwner(){
        System.out.println(age);
    }
    public void getBase(){
        System.out.println(super.age);
    }
    public static void main(String[] args) {
        Student student = new Student();
        // 10
        student.getOwner();
        // 5
        student.getBase();
    }
}

如果在某個(gè)方法中訪問(wèn)名為age的Field，但沒(méi)有顯式指定調(diào)用者，則系統(tǒng)查找a的順序?yàn)椋?/p>

(1) 查找該方法中是否有名為age的局部變量；

(2) 查找當(dāng)前類中是否包含名為age的Field；

(3) 查找age的直接父類中是否包含名為age的Field，依次上溯age的所有父類，直到j(luò)ava.lang.Object類，如果最終不能找到名為age的Field，則系統(tǒng)出現(xiàn)編譯錯(cuò)誤。

5、子類不會(huì)獲得父類的構(gòu)造器，但子類構(gòu)造器里可以調(diào)用父類構(gòu)造器的初始化代碼

(1) 在一個(gè)構(gòu)造器中調(diào)用另一個(gè)重載的構(gòu)造器使用this調(diào)用來(lái)完成，在子類構(gòu)造器中調(diào)用父類構(gòu)造器使用super調(diào)用來(lái)完成；

(2) 如果在構(gòu)造器中使用super，則super用于限定該構(gòu)造器初始化的是該對(duì)象從父類繼承得到的Field，而不是該類自己定義的Field；

public class Person {
    public String name;
    public int age;
    public Person(String name){
        this.name = name;
    }
    public Person(String name,int age){
        this.name = name;
        this.age = age;
    }
}

public class Student extends Person {
    private String color;
    // super調(diào)用的是其父類的構(gòu)造器，而this調(diào)用的是同一個(gè)類中重載的構(gòu)造器
    // 使用super調(diào)用父類構(gòu)造器也必須出現(xiàn)在子類構(gòu)造器執(zhí)行體的第一行，所以this調(diào)用和super調(diào)用不會(huì)同時(shí)出現(xiàn)
    public Student(String name,int age){
        super(name);
        this.age = age;
    }
    public Student(String name,int age,String color){
        // 通過(guò)super調(diào)用父類構(gòu)造器完成初始化過(guò)程
        this(name,age);
        this.color = color;
    }
    public static void main(String[] args) {
        Student student = new Student("張三",18,"紅色");
    }
}

2. 多態(tài)

Java引用變量有兩個(gè)類型：一個(gè)是編譯時(shí)類型，一個(gè)是運(yùn)行時(shí)類型。編譯時(shí)類型由聲明該變量時(shí)使用的類型決定，運(yùn)行時(shí)類型由實(shí)際賦給該變量的對(duì)象決定。如果編譯時(shí)類型和運(yùn)行時(shí)類型不一致，就可能出現(xiàn)所謂的多態(tài)。

public class Parent {
    public int book=10;
    public void test(){
        System.out.println("父類中的test()方法");
    }
    public void parent(){
        System.out.println("父類中的parent()方法");
    }
}

public class Sun extends Parent {
    public String book = "這是一本好書(shū)";
    public void test(){
        System.out.println("子類中的test方法");
    }
    public void sun(){
        System.out.println("子類中的sun方法");
    }
    public static void main(String[] args) {
        // 編譯時(shí)類型和運(yùn)行時(shí)類型一致，不存在多態(tài)
        Parent parent = new Parent();
        // 10
        System.out.println(parent.book);
        // 父類中的test()方法
        parent.test();
        // 父類中的parent()方法
        parent.parent();
        // 編譯時(shí)類型和運(yùn)行時(shí)類型一致，不存在多態(tài)
        Sun sun = new Sun();
        // 這是一本好書(shū)
        System.out.println(sun.book);
        // 子類中的test方法
        sun.test();
        // 子類中的sun方法
        sun.sun();
        // 編譯時(shí)類型和運(yùn)行時(shí)類型不一致，存在多態(tài)
        // p變量的編譯時(shí)類型是Parent，而運(yùn)行時(shí)類型是Sun
        Parent p = new Sun();
        // 對(duì)象的Field則不具備多態(tài)性
        // 10
        System.out.println(p.book);
        // 子類中的test方法
        p.test();
        // 父類中的parent()方法
        p.parent();
        // Parent類中沒(méi)有sun()方法，編譯報(bào)錯(cuò)
        p.sun();
    }
}

當(dāng)把一個(gè)子類對(duì)象直接賦給父類引用變量時(shí)，例如上面的Parent p = new Sun();，這個(gè)p引用變量的編譯時(shí)類型是Parent，而運(yùn)行時(shí)類型是sun :

(1) Java允許把一個(gè)子類對(duì)象直接賦給一個(gè)父類引用變量，無(wú)須任何類型轉(zhuǎn)換，這種被稱為向上轉(zhuǎn)型，向上轉(zhuǎn)型由系統(tǒng)自動(dòng)完成；

(2) 當(dāng)調(diào)用該引用變量的test方法時(shí)，實(shí)際執(zhí)行的是Sun類中覆蓋后的test方法，這就是多態(tài)；當(dāng)運(yùn)行時(shí)調(diào)用該引用變量的方法時(shí)，其方法行為總是表現(xiàn)出子類方法的行為特征，而不是父類方法的行為特征，這就可能出現(xiàn)：相同類型的變量、調(diào)用同一個(gè)方法時(shí)呈現(xiàn)出多種不同的行為特征，這就是多態(tài)。

(3) 與方法不同的是，對(duì)象的Field則不具備多態(tài)性，通過(guò)引用變量來(lái)訪問(wèn)其包含的實(shí)例Field時(shí)，系統(tǒng)總是試圖訪問(wèn)它編譯時(shí)類型所定義的Field，而不是它運(yùn)行時(shí)類型所定義的Field;

3. 引用變量的強(qiáng)制類型轉(zhuǎn)換

編寫(xiě)Java程序時(shí)，引用變量只能調(diào)用它編譯時(shí)類型的方法，而不能調(diào)用它運(yùn)行時(shí)類型的方法，如果需要讓這個(gè)引用變量調(diào)用它運(yùn)行時(shí)類型的方法，則必須把它強(qiáng)制類型轉(zhuǎn)換成運(yùn)行時(shí)類型。

(1) 基本類型之間的轉(zhuǎn)換只能在數(shù)值類型之間進(jìn)行，這里所說(shuō)的數(shù)值類型包括整數(shù)型、字符型和浮點(diǎn)型。但數(shù)值類型和布爾類型之間不能進(jìn)行類型轉(zhuǎn)換。

(2) 引用類型之間的轉(zhuǎn)換只能在具有繼承關(guān)系的兩個(gè)類型之間進(jìn)行，如果是兩個(gè)沒(méi)有任何繼承關(guān)系的類型，則無(wú)法進(jìn)行類型轉(zhuǎn)換，否則編譯時(shí)就會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)誤。

考慮到進(jìn)行強(qiáng)制類型轉(zhuǎn)換時(shí)可能出現(xiàn)異常，因此進(jìn)行類型轉(zhuǎn)換之前應(yīng)先通過(guò)instanceof運(yùn)算符來(lái)判斷是否可以成功轉(zhuǎn)換。

(1) instanceof運(yùn)算符的前一個(gè)操作數(shù)通常是一個(gè)引用類型變量，后一個(gè)操作數(shù)通常是一個(gè)類或者接口，它用于判斷前面的對(duì)象是否是后面的類，或者其子類、實(shí)現(xiàn)類的實(shí)例。如果是，則返回true，否則返回false;

(2) 在使用instanceof運(yùn)算符時(shí)需要注意：instanceof運(yùn)算符前面操作數(shù)的編譯時(shí)類型要么與后面的類相同，要么與后面的類具有父子繼承關(guān)系，否則會(huì)引起編譯錯(cuò)誤;

(3) instanceof運(yùn)算符的作用是：在進(jìn)行強(qiáng)制類型轉(zhuǎn)換之前，首先判斷前一個(gè)對(duì)象是否是后一個(gè)類的實(shí)例，是否可以成功轉(zhuǎn)換，從而保證代碼更加健壯;

(4) instanceof和(type)是Java提供的兩個(gè)相關(guān)的運(yùn)算符，通常先用instanceof判斷一個(gè)對(duì)象是否可以強(qiáng)制類型轉(zhuǎn)換，然后再使用(type)運(yùn)算符進(jìn)行強(qiáng)制類型轉(zhuǎn)換，從而保證程序不會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)誤;

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Object object = "hello";
        if(object instanceof String){
            String s = (String) object;
        }
    }
}

4. 面試題

1、Java中實(shí)現(xiàn)多態(tài)的機(jī)制是什么？

Java中的多態(tài)靠的是父類或接口定義的引用變量可以指向子類或具體實(shí)現(xiàn)類的實(shí)例對(duì)象，而程序調(diào)用的方法在運(yùn)行期才動(dòng)態(tài)綁定，就是引用變量所指向的具體實(shí)例對(duì)象的方法，也就是內(nèi)存里正在運(yùn)行的那個(gè)對(duì)象的方法，而不是引用變量的類型中定義的方法。

2、談?wù)勀銓?duì)多態(tài)的理解？

多態(tài)就是指程序中定義的引用變量所指向的具體類型和通過(guò)該引用變量發(fā)出的方法調(diào)用在編程時(shí)并不確定，而是在程序運(yùn)行期間才確定，即一個(gè)引用變量到底會(huì)指向哪個(gè)類的實(shí)例對(duì)象，該引用變量發(fā)出的方法調(diào)用到底是哪個(gè)類中實(shí)現(xiàn)的方法，必須在程序運(yùn)行期間才能決定。

因?yàn)樵诔绦蜻\(yùn)行時(shí)才確定具體的類，這樣，不用修改源代碼，就可以讓引用變量綁定到各種不同的對(duì)象上，從而導(dǎo)致該引用調(diào)用的具體方法隨之改變，即不修改程序代碼就可以改變程序運(yùn)行時(shí)所綁定的具體代碼，讓程序可以選擇多個(gè)運(yùn)行狀態(tài)，這就是多態(tài)性。

總結(jié)

本篇文章就到這里了，希望能夠給你帶來(lái)幫助，也希望您能夠多多關(guān)注腳本之家的更多內(nèi)容!  

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