自学Java之day09_继承、super、this、抽象类

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：

1. 不能直接创建new抽象类对象。
2. 必须用一个子类来继承抽象父类。
3. 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。
4. 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