继承
继承的由来
多个类中存在相同属性和行为时,将这些内容抽取到单独一个类中,那么多个类无需再定义这些属性和行为,只要继承那一个类即可。如图所示:
其中,多个类可以称为子类,单独那一个类称为父类、超类(superclass)或者基类。继承描述的是事物之间的所属关系,这种关系是: is-a 的关系。例如,图中兔子属于食草动物,食草动物属于动物。可见,父类更通用,子类更具体。我们通过继承,可以使多种事物之间形成一种关系体系。继承主要解决的问题:共性抽取。
定义
继承:就是子类继承父类的属性和行为,使得子类对象具有与父类相同的属性、相同的行为。子类可以直接访问父类中的非私有的属性和行为。
好处
- 提高代码的复用性。
- 类与类之间产生了关系,是多态的前提。
继承的格式
通过 extends 关键字,可以声明一个子类继承另外一个父类,定义格式如下:
代码演示
定义父类
package demo01; public class Person { // 定义name成员变量 String name; // 定义员工的工作方法 public void work() { System.out.println("尽心尽力地工作"); } }
定义子类
package demo01; // 定义讲师类Teacher 继承 Person类 public class Teacher extends Person { }
定义测试类
package demo01; /* 在继承的关系中,“子类就是一个父类”。也就是说,子类可以被当做父类看待。 例如父类是人类,子类是讲师,那么“讲师就是一个人类”。关系:is-a。 定义父类的格式:(一个普通的类定义) public class 父类名称 { // ... } 定义子类的格式: public class 子类名称 extends 父类名称 { // ... } */ public class Test { public static void main(String[] args) { // 创建了一个子类对象 Teacher teacher = new Teacher(); // Teacher类当中虽然什么都没写,但是会继承来自父类的work方法。 teacher.work(); //使用从父类中继承的非私有属性name System.out.println(teacher.name); } }
代码执行的结果
继承后——成员变量的访问特点
在父子类的继承关系当中
创建父类对象:
- 只能使用父类的东西,不能使用子类中的任何东西。
创建子类对象:
如果成员变量不重名
- 我们想访问谁,就直接使用子类对象名称点谁的变量名。
创建子类对象:
如果成员变量出现重名问题
- 直接通过子类对象访问成员变量:等号左边是谁,就优先用谁,没有则向上找。
- 间接通过成员方法访问成员变量:该方法属于谁,就优先用谁,没有则向上找。
代码演示
定义父类
package demo02; //定义父类 public class Fu { String name = "李渊"; int ageFu = 45; public void methodFu() { // 使用的是本类当中的,不会向下找子类的 System.out.println(name); } }
定义子类
package demo02; public class Zi extends Fu { String name = "李世民"; int ageZi = 18; public void methodZi() { // 使用的是本类当中的,没有就向上查找,有则使用本类的 System.out.println(name); } }
定义测试类
package demo02; public class Test { public static void main(String[] args) { // 创建父类对象 Fu fu = new Fu(); // 只能使用父类的东西,没有任何子类内容 System.out.println(fu.name);//李渊 System.out.println(fu.ageFu);//45 //创建子类对象 Zi zi = new Zi(); //可以访问,自己的东西和父类继承下来的东西 System.out.println(zi.ageZi); // 18 System.out.println(zi.ageFu); // 45 // 访问重名变量:等号左边是谁,就优先用谁,没有向上查找,到处都没有,编译报错! System.out.println(zi.name);//李世民 // 这个方法是子类的,优先用子类的,没有再向上找 zi.methodZi();//李世民 // 这个方法是在父类当中定义的,,优先使用父类中的成员变量 zi.methodFu();//李渊 } }
继承后——成员方法的访问特点
在父子类的继承关系当中
创建父类对象:
- 只能使用父类的东西,不能使用子类中的任何东西。
创建子类对象:
如果成员方法不重名:
- 我们想访问谁,就直接使用子类对象名称点谁的变量名。
如果成员方法重名:
- 创建的对象是谁,就优先用谁,如果没有则向上找。
代码演示
定义父类
package demo03; public class Fu { public void fuShow(){ System.out.println("Fu类中的独有方法执行"); } public void show() { System.out.println("Fu类中的方法执行"); } }
定义子类
package demo03; public class Zi extends Fu { public void ziShow(){ System.out.println("Zi类中的独有方法执行"); } public void show() { System.out.println("Zi类中的方法执行"); } }
定义测试类
package demo03; public class Test { public static void main(String[] args) { //创建父类对象 Fu fu = new Fu(); //无法使用子类的任何东西 fu.fuShow();//Fu类中的独有方法执行 fu.show();//Fu类中的方法执行 //创建子类对象 Zi zi = new Zi(); //可以使用子类自己的和父类继续下来的东西 zi.fuShow();//Fu类中的独有方法执行 zi.ziShow();//Zi类中的独有方法执行 //创建的对象是谁,就优先用谁,如果没有则向上找。 zi.show();//Zi类中的方法执行 } }
成员方法重名——重写(Override)
如果子类父类中出现重名的成员方法,这时的访问是一种特殊情况,叫做方法重写 (Override)。
- 方法重写 :子类中出现与父类一模一样的方法时(返回值类型,方法名和参数列表都相同),会出现覆盖效果,也称为重写或者复写。声明不变,重新实现。
- 方法的覆盖重写特点:创建的是子类对象,则优先用子类方法。
方法覆盖重写的注意事项:
- 必须保证父子类之间方法的名称相同,参数列表也相同。@Override:写在方法前面,用来检测是不是有效的正确覆盖重写。这个注解就算不写,只要满足要求,也是正确的方法覆盖重写。
- 子类方法的返回值必须【小于等于】父类方法的返回值范围。小扩展提示:java.lang.Object类是所有类的公共最高父类(祖宗类),java.lang.String就是Object的子类。
- 子类方法的权限必须【大于等于】父类方法的权限修饰符。小扩展提示:public > protected > (default) > private 。备注:(default)不是关键字default,而是什么都不写,留空
重写的应用
子类可以根据需要,定义特定于自己的行为。既沿袭了父类的功能名称,又根据子类的需要重新实现父类方法,从而进行扩展增强。比如新的手机增加来电显示头像的功能,代码如下:
定义父类
package demo04; // 本来的老款手机 public class Phone { public void call() { System.out.println("打电话"); } public void send() { System.out.println("发短信"); } public void show() { System.out.println("显示号码"); } }
定义子类
package demo04; // 定义一个新手机,使用老手机作为父类 public class NewPhone extends Phone { //重写父类的来电显示号码功能,并增加自己的显示姓名和图片功能 @Override public void show() { //调用父类已经存在的功能使用super super.show(); //增加自己特有显示姓名和图片功能 System.out.println("显示姓名"); System.out.println("显示头像"); } }
定义测试类
package demo04; public class Test{ public static void main(String[] args) { // 创建子类对象 NewPhone newPhone = new NewPhone(); // 调用父类继承而来的方法 newPhone.call(); newPhone.send(); // 调用子类重写的方法 newPhone.show(); } }
代码执行后的结果
继承后——构造方法的访问特点
首先我们要回忆两个事情,构造方法的定义格式和作用。
- 构造方法的名字是与类名一致的。所以子类是无法继承父类构造方法的。
- 构造方法的作用是初始化成员变量的。所以子类的初始化过程中,必须先执行父类的初始化动作。子类的构造方法中默认有一个 super() ,表示调用父类的构造方法,父类成员变量初始化后,才可以给子类使用。
代码演示
定义父类
package demo05; public class Fu { public Fu() { System.out.println("父类无参构造"); } public Fu(int num) { System.out.println("父类有参构造!"); } }
定义子类
package demo05; public class Zi extends Fu { public Zi() { super(); // 在调用父类无参构造方法 // super(20); // 在调用父类重载的构造方法 System.out.println("子类构造方法!"); } public void method() { // super();错误写法!只有子类构造方法,才能调用父类构造方法。 } }
定义测试类
package demo05; /* 继承关系中,父子类构造方法的访问特点: 1. 子类构造方法当中有一个默认隐含的“super()”调用,所以一定是先调用的父类构造,后执行的子类构造。 2. 子类构造可以通过super关键字来调用父类重载构造。 3. super的父类构造调用,必须是子类构造方法的第一个语句。不能一个子类构造调用多次super构造。 总结: 子类必须调用父类构造方法,不写则赠送super();写了则用写的指定的super调用,super只能有一个,还必须是第一个。 */ public class Test { public static void main(String[] args) { Zi zi = new Zi(); } }
代码执行后的结果
父类空间优先于子类对象产生
在每次创建子类对象时,先初始化父类空间,再创建其子类对象本身。目的在于子类对象中包含了其对应的父类空间,便可以包含其父类的成员,如果父类成员非private修饰,则子类可以随意使用父类成员。代码体现在子类的构造方法调用时,一定先调用父类的构造方法。理解图解如下:
super和this的含义
- super :代表父类的存储空间标识(可以理解为父亲的引用)。
- this :代表当前对象的引用(谁调用就代表谁)
this关键字用法也有三种:
- 在本类的成员方法中,访问本类的成员变量。格式:this.成员变量
- 在本类的成员方法中,访问本类的另一个成员方法。格式:this.成员方法
- 在本类的构造方法中,访问本类的另一个构造方法。格式:this(参数列表)
super关键字的用法有三种:
- 在子类的成员方法中,访问父类的成员变量。格式:super.成员变量
- 在子类的成员方法中,访问父类的成员方法。格式:super.成员方法
- 在子类的构造方法中,访问父类的构造方法。格式:super(参数列表)
代码演示
定义父类
package demo06; public class Animal { String name; public Animal() { } public Animal(String name) { this.name = name; } public void eat() { System.out.println("animal : eat"); } }
定义子类
package demo06; public class Cat extends Animal { private int age; public Cat() { //访问本类的另一个构造方法 this(18); } public Cat(int age) { //访问父类的有参数构造 super("三种"); this.age = age; } public void eat() { System.out.println("cat : eat"); } public void eatTest() { // this 调用本类的另外一个成员方法 this.eat(); // this 访问本类的成员变量 System.out.println(this.age); // super 调用父类的方法 super.eat(); //访问父类的成员变量 System.out.println(super.name); } }
定义测试类
package demo06; public class Test { public static void main(String[] args) { //创建父类对象 Animal a = new Animal(); a.eat(); //创建子类对象 Cat c = new Cat(); c.eatTest(); } }
代码执行后结果
注意事项
子类的每个构造方法中均有默认的super(),调用父类的空参构造。手动调用父类构造会覆盖默认的super()。super() 和 this() 都必须是在构造方法的第一行,所以不能同时出现。
继承的特点
1. Java只支持单继承,不支持多继承。
//一个类只能有一个父类,不可以有多个父类。 class C extends A{} //ok class C extends A,B... //error
2. Java支持多层继承(继承体系)
class A{} class B extends A{} class C extends B{}
3. 子类和父类是一种相对的概念。 顶层父类是Object类。所有的类默认继承Object,作为父类。
抽象类
由来
父类中的方法,被它的子类们重写,子类各自的实现都不尽相同。那么父类的方法声明和方法主体,只有声明还有意义,而方法主体则没有存在的意义了。我们把没有方法主体的方法称为抽象方法。Java语法规定,包含抽象方法的类就是抽象类。
定义
- 抽象方法 : 没有方法体的方法。
- 抽象类:包含抽象方法的类
定义抽象方法
抽象方法:使用 abstract 关键字修饰方法,该方法就成了抽象方法,抽象方法只包含一个方法名,而没有方法体。
定义格式:
例如:
public abstract void run();
什么是抽象类
如果一个类包含抽象方法,那么该类必须是抽象类。
定义格式:
代码举例:
抽象的使用
继承抽象类的子类必须重写父类所有的抽象方法。否则,该子类也必须声明为抽象类。最终,必须有子类实现该父类的抽象方法,否则,从最初的父类到最终的子类都不能创建对象,失去意义。
如何使用抽象类和抽象方法的步骤:
- 不能直接创建new抽象类对象。
- 必须用一个子类来继承抽象父类。
- 子类必须覆盖重写抽象父类当中所有的抽象方法。覆盖重写(实现):子类去掉抽象方法的abstract关键字,然后补上方法体大括号。
- 创建子类对象进行使用。
代码演示
定义抽象类
package demo07; /* 抽象方法:就是加上abstract关键字,然后去掉大括号,直接分号结束。 抽象类:抽象方法所在的类,必须是抽象类才行。在class之前写上abstract即可。 */ //1:不能直接创建new抽象类对象。 public abstract class Animal { // 这是一个抽象方法,代表吃东西,但是具体吃什么(大括号的内容)不确定。 public abstract void eat(); // 这是普通的成员方法 public void normalMethod() { System.out.println("我是普通方法"); } }
定义子类
package demo07; //2:必须用一个子类来继承抽象父类。 public class Cat extends Animal { /* 子类必须覆盖重写抽象父类当中所有的抽象方法。 覆盖重写(实现):子类去掉抽象方法的abstract关键字,然后补上方法体大括号
此时的方法重写,是对父类中的方法的实现,我们也可以叫做方法的实现 */ @Override public void eat() { System.out.println("我喜欢吃鱼"); } }
定义测试类
package demo07; public class Test { public static void main(String[] args) { // Animal animal = new Animal(); // 错误写法!不能直接创建抽象类对象 //创建抽象类对象 Cat cat = new Cat(); //使用重写后的方法 cat.eat();//我喜欢吃鱼 //使用继承下来的方法 cat.normalMethod();//我是普通方法 } }
抽象类的注意事项
关于抽象类的使用,以下为语法上要注意的细节,虽然条目较多,但若理解了抽象的本质,无需死记硬背。
1. 抽象类不能创建对象,如果创建,编译无法通过而报错。只能创建其非抽象子类的对象。
- 理解:假设创建了抽象类的对象,调用抽象的方法,而抽象方法没有具体的方法体,没有意义。
2. 抽象类中,可以有构造方法,是供子类创建对象时,初始化父类成员使用的。
- 理解:子类的构造方法中,有默认的super(),需要访问父类构造方法。
3. 抽象类中,不一定包含抽象方法,但是有抽象方法的类必定是抽象类。
- 理解:未包含抽象方法的抽象类,目的就是不想让调用者创建该类对象,通常用于某些特殊的类结构设计。
4. 抽象类的子类,必须重写抽象父类中所有的抽象方法,否则,编译无法通过而报错。除非该子类也是抽象类。
- 理解:假设不重写所有抽象方法,则类中可能包含抽象方法。那么创建对象后,调用抽象的方法,没有意义。
综合案例:群主发普通红包
群主发普通红包。某群有多名成员,群主给成员发普通红包。普通红包的规则:
- 群主的一笔金额,从群主余额中扣除,平均分成n等份,让成员领取。
- 成员领取红包后,保存到成员余额中。
请根据描述,完成案例中所有类的定义以及指定类之间的继承关系,并完成发红包的操作。
案例分析
根据描述分析,得出如下继承体系:
案例实现
定义用户类:
package demo08; public class User { private String name; // 姓名 private int money; // 余额,也就是当前用户拥有的钱数 public User() { } public User(String name, int money) { this.name = name; this.money = money; } // 展示一下当前用户有多少钱 public void show() { System.out.println("我叫:" + name + ",我有多少钱:" + money); } public String getName() { return name; } public void setName(String name) { this.name = name; } public int getMoney() { return money; } public void setMoney(int money) { this.money = money; } }
定义群主类:
package demo08; import java.util.ArrayList; // 群主的类 public class Manager extends User { public Manager() { } public Manager(String name, int money) { super(name, money); } public ArrayList<Integer> send(int totalMoney, int count) { // 首先需要一个集合,用来存储若干个红包的金额 ArrayList<Integer> redList = new ArrayList<>(); // 首先看一下群主自己有多少钱 int leftMoney = super.getMoney(); // 群主当前余额 if (totalMoney > leftMoney) { System.out.println("余额不足"); return redList; // 返回空集合 } // 扣钱,其实就是重新设置余额 super.setMoney(leftMoney - totalMoney); // 发红包需要平均拆分成为count份 int avg = totalMoney / count; int mod = totalMoney % count; // 余数,也就是甩下的零头 // 除不开的零头,包在最后一个红包当中 // 下面把红包一个一个放到集合当中 for (int i = 0; i < count - 1; i++) { redList.add(avg); } // 最后一个红包 int last = avg + mod; redList.add(last); return redList; } }
定义成员类
package demo08; import java.util.ArrayList; import java.util.Random; // 普通成员 public class Member extends User { public Member() { } public Member(String name, int money) { super(name, money); } public void receive(ArrayList<Integer> list) { // 从多个红包当中随便抽取一个,给我自己。 // 随机获取一个集合当中的索引编号 int index = new Random().nextInt(list.size()); // 根据索引,从集合当中删除,并且得到被删除的红包,给我自己 int delta = list.remove(index); // 当前成员自己本来有多少钱: int money = super.getMoney(); // 加法,并且重新设置回去 super.setMoney(money + delta); } }
定义测试类
package demo08; import java.util.ArrayList; public class Test { public static void main(String[] args) { //创建群主对象 Manager manager = new Manager("群主", 100); //创建成员对象 Member one = new Member("成员A", 0); Member two = new Member("成员B", 0); Member three = new Member("成员C", 0); //显示自己的money manager.show(); one.show(); two.show(); three.show(); System.out.println("==============="); // 群主总共发20块钱,分成3个红包 ArrayList<Integer> redList = manager.send(20, 3); // 三个普通成员收红包 one.receive(redList); two.receive(redList); three.receive(redList); manager.show(); // 100-20=80 // 6、6、8,随机分给三个人 one.show(); two.show(); three.show(); } }
代码执行后的结果