Java学习之旅（四十）：类的继承

太过爱你忘了你带给我的痛 2022-10-21 11:56 186阅读 0赞

继承在面向对象开发思想中是一个非常重要的概念，它使整个程序架构具有一定的弹性。在程序中复用一些已经定义完善的类不仅可以减少软件开发周期，也可以提高软件的可维护性和可扩展性。继承的基本思想是基于某个父类进行扩展，得到一个新的子类。子类可以继承父类原有的属性和方法，也可以增加原来父类所不具备的属性和方法，或者直接重写父类中的某些方法。例如，平行四边形是特殊的四边形，可以说平行四边形继承了四边形类。这时，平行四边形类将所有四边形具有的属性和方法都保留了下来，并基于四边形类扩展出了一些新的平行四边形类特有的属性和方法。

public class Test {
        
        public Test() {
            // 构造方法
        }
        
        protected void doSomething() {
            // 成员方法
        }
        
        protected Test doIt() {
            // 成员方法，返回值为 Test 类型
            return new Test();
        }
        
    }
    
    
    public class Test2 extends Test{
    
        public Test2() {
            // 调用父类构造方法
            super();
            // 调用父类成员方法
            super.doSomething();
        }
    
        public void doSomethingNew() {
            // 新增方法
        }
    
        public void doSomething() {
            // 重写父类成员方法
        }
    
        protected Test2 doIt() {
            // 重写父类方法，返回值为 Test2 类型
            return new Test2();
        }
    }

如上所示，定义了两个类，其中 Test2 继承了 Test，即 Test 是 Test2 的父类，Test2 是 Test 的子类。在子类中可以连同初始化父类构造方法来完成子类初始化操作，既可以在子类的构造方法中使用 super() 语句来调用父类的构造方法，也可以在子类中使用 super 关键字调用父类的成员方法。但是子类没有权限调用父类中被修饰为 private 的方法，只可以调用父类中被 public 或 protected 修饰的成员方法。继承并不只是拓展父类的功能，还可以重写父类的成员方法。重写就是在子类中将父类的成员方法的名称保留，重写成员方法的实现内容，更改成员方法的存储权限，或是修改成员方法的返回值类型（重写父类成员方法的返回值类型是基于 J2SE 5.0版本以上编译器提供的新功能）。例如，子类中的 doSomething() 方法，除了重写方法的实现内容之外，还将方法的修饰权限修改为 public。在继承中还有一种特殊的重写方式，子类与父类的成员方法的返回值、方法名称、参数类型以及参数数量完全相同，唯一不同的是方法的实现内容，这种特殊的重写方式被称为重构。

当重写父类方法时，修饰方法的修饰权限只能从效地范围到大的范围改变，例如，父类中的 doSomething() 方法的修饰权限为 protected，继承后子类中的方法 doSomething() 的修饰权限只能修改为 public，不能修改为 private。子类重写父类的方法还可以修改返回值的类型，但这只是在 J2SE 5.0 以上的版本中支持的新功能。这种重写的方式需要遵循一个原则，就是重写的返回值类型必须是父类中同意方法返回值类型的子类。

在 Java 中，一切都以对象的形式进行处理，在继承的机制中，创建一个子类对象，将包含一个父类子对象，这个对象与父类创建的对象是一样的。两者的区别在于后者来自外部，而前者来自子对象的内部。当实例化这个子类的对象时，父类对象也相应被实例化，换句话说，在实例化子类对象时，Java 编译器会在子类的构造方法中自动调用父类的无参构造方法。

class Test {
    
        Test() {
            System.out.println("调用父类的 Test() 构造方法");
        }
    
    }
    
    class Test2 extends Test{
    
        Test2() {
            System.out.println("调用子类的 Test2() 构造方法");
        }
    
    }
    
    class Test3 extends Test2 {
    
        Test3() {
            System.out.println("调用子类的 Test3() 构造方法");
        }
    
        public static void main(String[] args) {
            Test3 test3 = new Test3(); // 实例化子对象
        }
    }

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从本例的运行结果来看，在子类 Test3 的主方法中只调用子类的构造方法实例化子类对象，并且在子类构造方法中没有调用父类构造方法的任何语句，但是在实例化子类对象时它相应调用了父类的构造方法。在结果中可以看出调用构造方法的顺序，首先是顶级父类，然后是上一级父类，最后是子类。也就是说，实例化子类对象时首先要实例化父类对象，然后再实例化子类对象，所以在子类构造方法访问父类的构造方法之前，父类已经完成实例化操作。

在实例化子类对象时，父类无参构造方法将被自动调用。有参构造方法不能被自动调用，用户只能使用 super 关键字显式地调用父类的构造方法。如果使用 finalize() 方法对对象进行清理，需要确保子类 finalize() 方法的最后一个动作是调用父类的 finalize() 方法，以保证当垃圾回收对象占用内存时，对象的所有部分都能被正常终止。

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