【JavaSE专栏62】继承，JAVA面向对象编程中的一项重要特性

ゝ一纸荒年。 2023-10-14 11:00 8阅读 0赞

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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。

#### 目录 ####

*  一、什么是继承
 *  二、为什么要继承
 *  三、如何继承
 *  四、继承和封装、多态的联系
 *  五、继承的面试题
 *  六、总结

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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 6 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 5 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 3 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。

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