【JavaSE专栏62】继承，JAVA面向对象编程中的一项重要特性

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本文讲解了 Java 中面向对象继承的概念及语法，并给出了样例代码。继承是面向对象编程中的一项重要特性，它允许一个类继承另一个类的属性和方法。

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一、什么是继承

继承是面向对象编程中的一项重要特性，它允许一个类（子类）继承另一个类（父类）的属性和方法。

子类可以继承父类的公共成员变量和方法，并且还可以重写父类的方法或者新增自己的成员变量和方法。

继承的主要目的是实现代码的重用和扩展。通过继承，子类可以从父类继承已有的属性和方法，避免了重复编写相同的代码。子类可以在继承的基础上进行功能的扩展，添加自己的特有属性和方法，实现更多的功能。

在 Java 中，使用关键字 extends 来实现类的继承关系，子类继承父类的语法格式如下。

public class 子类名 extends 父类名 {
    
    
    // 子类的成员变量和方法
}

通过继承，子类可以访问父类中的公共成员变量和方法，包括继承过来的和父类中定义的。

继承有以下 $6$ 点关键概念和特点，请同学们认真学习。

• 子类继承了父类的特征，可以获得父类的属性和方法。
• 子类可以重写父类的方法，实现自己特有的行为。
• 子类可以添加自己的成员变量和方法。
• 子类可以直接访问父类的非私有成员。
• 子类与父类之间的继承关系是单向的，父类无法继承子类的属性和方法。
• Java 中不支持多重继承，即一个类只能继承一个父类。

继承是面向对象编程中的一种重要机制，它提供了代码的重用和扩展的能力，使得程序的设计更加灵活和可维护。

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二、为什么要继承

Java 中使用继承有以下 $5$ 个好处，请同学们认真学习。

1. 代码重用：继承允许子类继承父类的属性和方法，避免了重复编写相同的代码。子类可以直接使用父类的属性和方法，减少了代码量，提高了代码的复用性。
2. 统一接口：通过继承，可以将一组相关的类归为一个类族，使得它们共享相同的接口和行为。这样可以提高代码的可读性和可维护性，使得程序设计更加规范和统一。
3. 可扩展性：通过继承，可以在已有的类的基础上进行功能的扩展。子类可以添加自己的属性和方法，重写父类的方法，实现更多的功能。这样可以在不修改原有代码的情况下，通过扩展子类来满足新的需求。
4. 多态性：继承是实现多态性的基础。通过父类引用变量可以引用子类对象，这样可以实现对不同子类对象的统一处理。多态性提高了代码的灵活性和可扩展性。
5. 维护性：通过继承，可以将相关的类组织在一起，使得代码更加清晰和易于理解。当需要修改一部分代码时，只需要修改父类或者子类的代码，不会影响其他部分，提高了代码的维护性。

总之，继承是面向对象编程中一种重要的机制，它提供了代码的重用、扩展和灵活性。通过继承，可以减少代码的冗余，提高代码的可读性和可维护性，使得程序设计更加规范和统一。

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三、如何继承

在 Java 中，使用关键字extends来实现类的继承关系，下面是一个示例代码，请同学们拷贝到本地执行。

// 父类
class Animal {
    
    
    protected String name;
    
    public Animal(String name) {
    
    
        this.name = name;
    }
    
    public void eat() {
    
    
        System.out.println(name + " is eating.");
    }
}

// 子类
class Dog extends Animal {
    
    
    private String breed;
    
    public Dog(String name, String breed) {
    
    
        super(name);
        this.breed = breed;
    }
    
    public void bark() {
    
    
        System.out.println(name + " is barking.");
    }
}

// 测试类
public class Main {
    
    
    public static void main(String[] args) {
    
    
        Dog dog = new Dog("Tommy", "Labrador");
        dog.eat(); // 调用父类的方法
        dog.bark(); // 调用子类的方法
    }
}

在上面的代码中，Animal 类是父类，Dog 类是子类。子类 Dog 通过 extends 关键字继承了父类 Animal 的属性和方法。在子类的构造方法中，使用 super 关键字调用父类的构造方法来初始化父类的属性。子类还可以定义自己的成员变量和方法，如示例代码中的 breed 和 bark() 方法。

在 Main 类中，我们创建了一个 Dog 对象，并调用了父类和子类的方法。通过继承，子类可以访问父类的属性和方法，同时还可以添加自己的特有功能。

以上是一个简单的示例，演示了如何使用 extends 来实现类的继承关系。通过继承，我们可以实现代码的重用和扩展，使得程序的设计更加灵活和可维护。

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四、继承和封装、多态的联系

在 Java 中，继承、封装和多态是面向对象编程的 $3$ 个重要概念，它们之间有着紧密的联系。

1. 继承和封装：继承和封装都是面向对象编程的基本特性，它们可以互相结合使用。继承通过扩展已有类的属性和方法来实现代码的重用和扩展，而封装通过隐藏类的内部实现细节，对外提供接口来保护数据和方法，提高代码的安全性和可维护性。继承可以继承父类的封装的属性和方法，并且可以在子类中使用这些已封装的成员。通过继承和封装的结合使用，可以实现更加模块化和可扩展的代码设计。
2. 继承和多态：继承和多态是面向对象编程中的两个重要概念，它们通过类的层次结构和方法的重写来实现。继承可以使得子类对象可以被看作是父类对象，从而实现了多态性。多态性允许使用父类的引用变量来引用子类的对象，通过这种方式可以实现对不同子类对象的统一处理。继承和多态的结合使用可以提高代码的灵活性和可扩展性，使得程序设计更加符合面向对象的特性。

继承、封装和多态是面向对象编程的核心概念，它们共同促进了代码的重用、封装和灵活性。通过合理地应用继承、封装和多态，可以设计出结构清晰、可扩展、可维护的代码，提高开发效率和代码质量。

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五、继承的面试题

一、什么是 Java 中的继承？

答：继承是面向对象编程中的一个概念，它允许一个类（称为子类或派生类）继承另一个类（称为父类或基类）的属性和方法。

二、继承的优点是什么？

答：继承有以下优点：

• 代码重用：子类可以继承父类的属性和方法，避免了重复编写相同的代码。
• 统一接口：子类可以共享父类的接口和行为，使得程序设计更加规范和统一。
• 可扩展性：子类可以在父类的基础上进行功能的扩展，添加新的属性和方法。
• 多态性：通过父类引用变量可以引用子类对象，实现对不同子类对象的统一处理。

三、如何实现继承关系？

答：在Java中，使用关键字extends来实现继承关系。子类通过extends关键字继承父类的属性和方法。

四、Java中可以多重继承吗？

答：Java 不支持多重继承，一个类只能继承一个父类。但是，Java支持接口的多重继承，一个类可以实现多个接口。

五、什么是继承链？

答：继承链是指在继承关系中，由多个类组成的层次结构。每个子类都直接或间接地继承自一个父类，从而形成了继承链。

六、能否继承Java中的final类？

答：不可以。Java中的final类是不能被继承的。

七、能否继承Java中的私有成员和构造方法？

答：不可以。私有成员和构造方法是不能被继承的，子类无法直接访问父类的私有成员和构造方法。

八、继承和组合的区别是什么？

答：继承是通过扩展已有类的属性和方法来实现代码的重用和扩展，而组合是将已有类的对象作为新类的成员来实现代码的重用。继承是 is-a 关系（子类是父类的一种特殊情况），而组合是 has-a 关系（新类有一个已有类的对象）。

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六、总结

本文讲解了 Java 中面向对象继承的概念及语法，并给出了样例代码，在下一篇博客中，将讲解 Java 面向对象多态的知识点。