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  • 利用Java继承机制

    2011-12-09 15:34:20
    利用Java继承机制。编写一个抽象的图形类Shape,里面有方法getArea()计算面积以及方法displayArea()显示面积,编写子类矩形类和三角型类分别实现两个方法。
  • 九、浅谈 Java 继承机制原理

    千次阅读 2019-01-30 22:33:41
    Java继承机制是一种复用类的技术,从原理上来说,是更好的使用了组合技术,因此要理解继承,首先需要了解类的组合技术是如何实现类的复用的。 使用组合技术复用类 假设现在的需求是要创建一个具有基本类型,...

    Java 的继承机制是一种复用类的技术,从原理上来说,是更好的使用了组合技术,因此要理解继承,首先需要了解类的组合技术是如何实现类的复用的。

    使用组合技术复用类

    假设现在的需求是要创建一个具有基本类型,String 类型以及一个其他非基本类型的对象。该如何处理呢?

    对于基本类型的变量,在新类中成员变量处直接定义即可,但对于非基本类型变量,不仅需要在类中声明其引用,并且还需要手动初始化这个对象。

    这里需要注意的是,编译器并不会默认将所有的引用都创建对象,因为这样的话在很多情况下会增加不必要的负担,因此,在合适的时机初始化合适的对象,可以通过以下几个位置做初始化操作:

    1. 在定义对象的地方,先于构造方法执行
    2. 在构造方法中。
    3. 在正要使用之前,这个被称为惰性初始化
    4. 使用实例初始化。
    class Soap {
        private String s;
        Soap() {
            System.out.println("Soap()");
            s = "Constructed";
        }
        public String tiString(){
            return s;
        }
    }
    
    public class Bath {
        // s1 初始化先于构造函数
        private String s1 = "Happy", s2 = "Happy", s3, s4;
        private Soap soap;
        private int i;
        private float f;
        
        public Both() {
            System.out.println("inSide Both");
            s3 = "Joy";
            f = 3.14f;
            soap = new Soap();
        }
        
        {
            i = 88;
        }
        
        public String toString() {
            if(s4 == null){
                s4 = "Joy"
            }
            return "s1 = " + s1 +"\n" +
                   "s2 = " + s2 +"\n" +
                   "s3 = " + s3 +"\n" +
                   "s4 = " + s4 +"\n" +
                   "i = " + i +"\n" +
                   "f = " + f +"\n" +
                   "soap = " + soap;
        }
    }
    

    继承

    Java 中的继承由 extend 关键字实现,组合的语法比较平实,而继承是一种特殊的语法。当一个类继承自另一个类时,那么这个类就可以拥有另一个类的域和方法

    class Cleanser{
        private String s = "Cleanser";
        
        public void append(String a){
            s += a;
        }
        public void apply(){
            append("apply");
        }
        public void scrub(){
            append("scrub");
        }
        public String toString(){
            return s;
        }
        public static void main(String args){
            Cleanser c = new Cleanser();
            
            c.apply();
            System.out.println(c);
        }
    }
    
    public class Deter extends Cleanser{
        public void apply(){
            append("Deter.apply");
            super.scrub();
        }
        public void foam(){
            append("foam");
        }
        public static void main(String args){
            Deter d = new Deter();
            
            d.apply();
            d.scrub();
            d.foam();
            System.out.println(d);
            Cleanser.main(args);
        }
    }
    
    

    上面的代码中,展示了继承语法中的一些特性:

    1. 子类可以直接使用父类中公共的方法和成员变量(通常为了保护数据域,成员变量均为私有)
    2. 子类中可以覆盖父类中的方法,也就是子类重写了父类的方法,此时若还需要调用被覆盖的父类的方法,则需要用到 super 来指定是调用父类中的方法。
    3. 子类中可以自定义父类中没有的方法。
    4. 可以发现上面两个类中均有 main 方法,命令行中调用的哪个类就执行哪个类的 main 方法,例如:java Deter

    继承语法的原理

    接下来我们将通过创建子类对象来分析继承语法在我们看不到的地方做了什么样的操作。

    可以先思考一下,如何理解使用子类创建的对象呢,首先这个对象中包含子类的所有信息,但是也包含父类的所有公共的信息。

    下面来看一段代码,观察一下子类在创建对象初始化的时候,会不会用到父类相关的方法。

    class Art{
        Art() {
            System.out.println("Art Construct");
        }
    }
    
    class Drawing extends Art {
        Drawing() {
            System.out.println("Drawing Construct");
        }
    }
    
    public class Cartoon extends Drawing {
        public Cartoon() {
            System.out.println("Cartoon construct");
        }
        public void static main(String args) {
            Cartoon c = new Cartoon();
        }
    }
    /*output:
    Art Construct
    Drawing Construct
    Cartoon construct
    */
    

    通过观察代码可以发现,在实例化Cartoon时,事实上是从最顶层的父类开始向下逐个实例化,也就是最终实例化了三个对象。编译器会默认在子类的构造方法中增加调用父类默认构造方法的代码。

    因此,继承可以理解为编译器帮我们完成了类的特殊组合技术,即在子类中存在一个父类的对象,使得我们可以用子类对象调用父类的方法。而在开发者看来只不过是使用了一个关键字。

    注意:虽然继承很接近组合技术,但是继承拥有其他更多的区别于组合的特性,例如父类的对象我们是不可见的,对于父类中的方法也做了相应的权限校验等。

    那么,如果类中的构造方法是带参的,该如何操作呢?(使用super关键字显示调用)

    见代码:

    class Game {
        Game(int i){
            System.out.println("Game Construct");
        }
    }
    
    class BoardGame extends Game {
        BoardGame(int j){
            super(j);
            System.out.println("BoardGame Construct");
        }
    }
    public class Chess extends BoardGame{
        Chess(){
            super(99);
            System.out.println("Chess construct");
        }
        public static void main(String args) {
            Chess c = new Chess();
        }
    }
    /*output:
    Game Construct
    BoardGame Construct
    Chess construc
    */
    
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  • Java继承机制在实际中的应用

    千次阅读 2018-04-12 12:22:56
    系统开发过程,最初只是实现基础功能,后面...这个时候用java继承机制来实现可以恰到好处,使得业务的升级和拓展非常方便,代码的复用性和可维护性也有很大的提高。如下面的示例1、BService继承了AService所有方法...

    系统开发过程,最初只是实现基础功能,后面随着业务拓展,会增加了一些新功能,新功能和原来的功能有着一定相似的地方,但又有不同的逻辑,如果直接在原来的代码上修改,可能会影响原来的功能,重复写一套,代码的复用性和可维护性又很低。这个时候用java的继承机制来实现可以恰到好处,使得业务的升级和拓展非常方便,代码的复用性和可维护性也有很大的提高。

    如下面的示例

    1、BService继承了AService所有方法

    2、BService可以覆盖AService的方法,改变原来功能的逻辑

    3、BService可以有自己的方法,实现独有的功能

    4、BService可以直接调用AService已有的方法

    5、如果再拓展出CService根据需求可以继承AService也可以继承BService,这样使业务的拓展变得非常方便和快捷

    AService.java

    public interface AService {
    
    
    	public void methodA();
    	
    	public void methodB();
    }
    

    AServiceImpl.java

    /**
     * 最开始功能的实现类
     * @author:  
     * @date: 2018年4月12日 下午12:00:10
     */
    public class AServiceImpl implements AService{
    
    	@Override
    	public void methodA() {
    		// TODO Auto-generated method stub
    		
    	}
    
    	@Override
    	public void methodB() {
    		// TODO Auto-generated method stub
    		
    	}
    
    }

    BService.java

    public interface BService extends AService{
    
    	public void methodC();
    	
    	public void methodD();
    }
    

    BServiceImpl.java

    /**
     * 新增需求服务类
     * @author:  
     * @date: 2018年4月12日 下午12:00:10
     */
    public class BServiceImpl extends AServiceImpl implements BService {
    	
    	/**
    	 * 可覆盖AService方法methodB,实现自己的逻辑
    	 */
    	@Override
    	public void methodB() {
    		// TODO Auto-generated method stub
    		super.methodB();
    	}
    
    	/**
    	 * BService可以有自己的方法
    	 */
    	@Override
    	public void methodC() {
    		// TODO Auto-generated method stub
    
    	}
    
    	/**
    	 * BService也可以直接调用AService已有的方法
    	 */
    	@Override
    	public void methodD() {
    		super.methodA();
    		// TODO Auto-generated method stub
    	}
    
    }

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  • java继承机制本质的思考

    千次阅读 2018-08-17 18:37:27
    从C++初入JAVA,地址没有了指针... 关于java继承,在书本上我们大多看到的都是讲一些特性和表象,大概也就是通过继承,子类能获得父类的属性和方法,根据访问权限的不同,不同包间的继承只能访问public和protecte...

          从C++初入JAVA,地址没有了指针没有了,用起来方便了,但是对于我这种想知其所以然的人就很纠结了。今天来讨论个关于继承的问题,说说我的观点,如果说的不对,特别特别特别希望有人来指正。谢谢!

          关于java继承,在书本上我们大多看到的都是讲一些特性和表象,大概也就是通过继承,子类能获得父类的属性和方法,根据访问权限的不同,不同包间的继承只能访问public和protected的,同包的可以访问包访问权限的,但是都不能访问private的成员。

          然而爱思考的人总是会问,private成员不能访问到底是继承了但没有权限呢?还是压根就没有继承呢?在网上简单搜索搜索就会发现,无论是论坛博客,甚至一些教学视频里,都会有人明确的选择其中一种解释来告诉你,每个人的回答都挺明确,挺肯定,但就是说什么的都有,所以实时到底是什么呢?我觉得可以换一个角度来思考,从表象上来讲,可以认为说的都对,毕竟这个知识点可以看做是个“接口”,怎么理解都基本不影响使用的。但是里面封装的内在,也就是继承到底是如何体现的呢,我通过看博客(当然答案各不相同,没有一个能让人信服的),翻阅Think in java,加上个人思考和代码实验的结果认为,继承,简单讲(一把奥卡姆剃刀快刀斩乱麻),讨论的是能不能访问的问题,而不是存不存在的问题,继承其实是访问权限的一层外衣,当用extends了另一个类之后,在存在的问题上,子类已经有用了父类的一切,但是却并不都能访问。对于可以访问的部分,还有this和super进行了区分。如果子类没有重新定义和父类中已由的域或方法,那每个域和方法只有一份,这时你用this和super访问到的是同一个对象的时候,就是子类中包含的父类子对象对应的部分,如果指向的是不同对象,那就是子类自己重写了或者新增加的,这也可以捎带解释了“构造函数不能被继承”这个说法,毕竟任何类,任何子类,都必须有自己的构造函数,哪怕自己不写,系统也会帮你写一个默认的无参构造函数的,所以你的this只能指向自己本类的构造函数,你用this是访问不到父类的构造函数的,所以这就是没有继承。而至于private的域或方法,是属于无权访问的部分,即this和super都不能访问,无论是各门各派说的“没有继承”,还是“继承了但是没有权限访问”,其实就是不能访问父类的private成员而已,如果非要二选一,我倾向于是没有继承的说法,毕竟继承了却访问不到,为何要做这么毫无意义的事情呢,但这也只是个名头而已,并不代表在子类中不存在,当new一个子类时调用子类构造函数,子类构造函数又调用父类构造函数,开辟了一段内存空间,在这份空间中,其父类的private成员肯定是真实存在的,他的存在是因为new了一个子类,所以才创建的它,所以应当理解为这个成员属于新建的子类的,是因它而生的,只是访问不到而已,但可以通过setter或者getter方法得到,这也证明了private对象的存在;有人用可以通过getter得到来证明子类是继承到了private成员的,用getter方法返回的是子类继承来的private成员,对他们来说好像子类成员的private成员和父类的被继承private成员不是一个一样。其实就是同一个,也就是说在继承关系中,new子类时内存里只可能有一份父类private的成员,因为子类无法重写父类private成员。至于网上有人问继承的时候是否创建了父类的对象呢,有人说没有创建,这显然是不对的,创建子类是要调用父类构造函数的,调用构造函数是要分配空间的,父类对象应当是创建了的,并且无论是在子类中新定义的域和方法,还是父类中定义的域和方法,在内存中能够真实分配空间都是因为实例化了一个新的子类,只不过是由父类定义的那部分成员所对应的内存,多了一个super访问的途径,以及特殊的访问权限。另外Thinking in java中是这样说的:

    When you create an object of the derived class, it contains within it a subobject of the 
    base class. This subobject is the same as if you had created an object of the base class by 
    itself. It’s just that from the outside, the subobject of the base class is wrapped within 
    the derived-class object.

         也就是说通过子类构造器调用父类构造器和直接用父类创建一个父类对象时一样的,只是这个父类对象被包含在了子类对象中,且这部分代码是通过super来访问的,this能否访问以及能否用super访问,则取决于访问权限和成员是否被覆盖或重写,那样的话this就不会指向父类对象创建的成员了。

    废话这么多,也来一点代码,网上总是举子类覆盖屏蔽父类的例子,来看一个没有覆盖的例子:

    class A{
    	I i=new I();
    	I get(){return i;}
    }
    class I{}
    public class B extends A
    {
    	//I i=new I();
    	
    	//I get(){return i;}
    	void print(){
    		System.out.println(System.identityHashCode(this.i));
    		System.out.println(System.identityHashCode(super.i));
    	}
    	public static void main(String [] args)
    	{
    		B b=new B();
    		b.print();
    	}
    }
    //输出结果:
    366712642
    366712642

    可以看出来,在子类里用this和super访问到的成员变量是同一个对象,除非子类里又重新覆盖了这个成员变量,那么子类的this访问到的就是本类中定义的新成员:

    class A{
    	I i=new I();
    	//I get(){return i;}
    }
    class I{}
    public class B extends A
    {
    	I i=new I();
    	
    	//I get(){return i;}
    	void print(){
    		System.out.println(System.identityHashCode(this.i));
    		System.out.println(System.identityHashCode(super.i));
    	}
    	public static void main(String [] args)
    	{
    		B b=new B();
    		b.print();
    	}
    }
    //输出结果:
    366712642
    1829164700
    class A{
    	private I i=new I();
    	I get(){
            return i;
        }
    }
    class I{}
    public class B extends A
    {
    	I i=new I();
    	void print(){
    		System.out.println(System.identityHashCode(super.get()));
            System.out.println(System.identityHashCode(this.i));
    	}
    	public static void main(String [] args)
    	{
    		B b=new B();
    		b.print();
    	}
    }}
    }
    //输出结果
    366712642
    1829164700

     

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  • 面向对象抽象思维与java继承机制
  • java继承机制

    千次阅读 2018-03-15 11:01:40
    继承的基本概念在日常生活中,我们经常用到“是一种(IS-A)”关系来组织和表达知识,从而将知识组织成一种有层次、可分类的体系结构。例如,鸭梨是一种梨,梨是一种水果;大叶榕是一种树,树是一种植物等等,...
    
    

    继承的基本概念

    在日常生活中,我们经常用到“是一种(IS-A)”关系来组织和表达知识,从而将知识组织成一种有层次、可分类的体系结构。例如,鸭梨是一种梨,梨是一种水果;大叶榕是一种树,树是一种植物等等,数不胜数。

    在面向对象程序中,用IS-A关系来描述类与类之间的关系,称之为继承(inheritance)继承就是子类继承父类的特征和行为,使得子类对象(实例)具有父类的实例域和方法,或子类从父类继承方法,使得子类具有父类相同的行为。继承是java程序设计中的一项核心技术。

    有时候,我们需要创建一个新的类A,但是它具有一个已存在的类B所具有的功能,同时也有类B没有的功能。那么,我们可以认为类A与类B存在IS-A关系,“A IS-A B”。可以将A比作树,将B比作植物,那么树具有植物的特性,同时也具有树特有的特性,以区别花、草等其他植物。

    创建类A时,我们可以将类B的代码复制过来,然后再在这个基础上添加代码。但这个方法让我们感到很麻烦。我们还可以用面向对象中的继承机制来构建这个新的类,我们只需要添加那些特有的特征就行了。使用继承机制,就不必每次都从头开始定义一个新的类,而是将这个新的类作为一个或者若干个现有的类的扩充或特殊化

    在以上类A和类B的例子中,类A继承了类B,那么类B称为类A的父类(parent)、超类(super-class)或基类(base),而类A称为类B的子类(child)或派生类(derived-class)。一个类的祖先类(ancestor)包括了其父类及其父类的祖先类,一个类的后代类(descendant)包括了其子类及其子类的后代类。类A继承了类B也可以说是类B派生出了类A

    继承的作用

    继承机制主要具有双重作用:一是作为的构造机制,二是作为类型的构造机制。

    1. 作为类的构造机制,继承通过扩充、组合现有的类来构造新的类。扩充是指形成现有类的特例——派生类,组合是指抽取出若干现有类的共性形成新的抽象层次——基类。
    2. 作为类型的构造机制,如果子类继承父类,则所有要求对象为父类类型的地方也可以接受子类类型的对象。也就是说父类对象出现的地方可以用子类对象替代

    作为类的构造机制,继承是面向对象程序设计语言中支持软件重用的一种重要方式,而作为类型构造机制,继承是实现动态多态性的基础。

    继承的语法

    java中用保留字extends表示继承关系。继承的语法格式为:

    public class 子类 extends 父类{
        //子类新增的数据成员和方法
        //子类重写父类的成员和方法
    }
    

    下面举例来说明java的继承机制,以员工和经理的关系为例。

    代码清单1:Employee.java

    import java.util.Date;
    import java.util.GregorianCalendar;
    /**
     * 员工类
     * @version v1.0 2018-03-13
    * @adthor 叶汉伟
    */
    public class Employee {
        private String name;
        private double salary;
        private Date hireDay;
    
    /**
     * 构造函数
     * @param n 员工姓名
     * @param s 员工工资
     * @param year 雇佣年份
     * @param month 雇佣月份
     * @param day 雇佣日
     */
        public Employee(String n,double s,int year,int month,int day){
            this.name=n;
            this.salary=s;
            GregorianCalendar calendar=new GregorianCalendar(year,month-1,day);
            this.hireDay=calendar.getTime();
        }
    
        public String getName(){
            return this.name;
        }
    
        public double getSalary(){
            return this.salary;
        }
    
        public Date getHireDay(){
            return this.hireDay;
        }
    
        public void raiseSalary(double byPercent){
            double raise=salary*byPercent/100;
            salary+=raise;
        }
    }
    

    代码清单2:Manager.java

    /**
     * 经理类,继承了员工类Employee,经理也是员工。
     * @version v1.0 2018-03-13
     * @author 叶汉伟
     */
    public class Manager extends Employee{
        private double bonus;
        /**
         * 构造函数
         * @param n 员工姓名
         * @param s 员工工资
         * @param year 雇佣年份
         * @param month 雇佣月份
         * @param day 雇佣日
         */
        public Manager(String name,double s,int year,int month,int day){
            super(name, s, year, month, day);
            this.bonus=0;
        }
        //经理的工资=基本工资+奖金
        public double getSalary(){
            double baseSalary=super.getSalary();
            return baseSalary+bonus;
        }
        //奖金
        public void setBonus(double b){
            bonus=b;
        }
    }
    

    代码清单3:ManagerTest.java

    public class ManagerTest {
        public static void main(String[] args){
            Manager boss=new Manager("Carl Cracker",80000,1987,12,15);
            boss.setBonus(5000);
    
            Employee[] staff=new Employee[3];
    
            staff[0]=boss;
            staff[1]=new Employee("Harry Hacker",50000,1989,10,1);
            staff[2]=new Employee("Tommy Tester",40000,1990,3,15);
    
            for(Employee e:staff)
                System.out.println("name:"+e.getName()+",salary="+e.getSalary());
        }
    }
    

    运行结果:

    name:Carl Cracker,salary=85000.0 
    name:Harry Hacker,salary=50000.0 
    name:Tommy Tester,salary=40000.0

    在以上程序中,我用Employee类型的对象staff[0]引用了Manager类型的对象,程序仍能正常运行,说明了程序中任何出现超类的地方都可以用其子类置换。在此例中,staff[0]与boss引用同一个对象,但编译器仍认为staff[0]是Employee类型的对象,boss为Manager类型的对像,所以staff[0]不能用Manager类的方法。如staff[0].setbounds(5000);是错误的用法,编译器会报错。

    继承成员访问控制

    继承机制引入了受保护(protected)成员,提供了一种新的成员访问控制级别,其可以理解为介于公有(public)和私有(private)之间。

    在继承中,子类继承了超类除构造函数之外的所有成员,这些成员成为子类的继承成员。继承成员不仅包括超类中定义的共有、受保护及私有成员,还包括了超类的继承成员。

    在子类中,子类可以访问自身定义的所有成员,也可以访问父超类的共有和受保护继承成员,但不能访问超类的私有继承成员。

    继承成员在子类中的访问控制与它们在超类中的访问控制相同。及原先在超类中是共有的成员,被子类继承后认为共有的成员;原先在超类中是受保护的成员,被子类继承后仍为受保护的成员;原先在超类中是私有的成员,被子类继承后认为私有的成员,但子类不能访问。数据类型为子类的对象不能访问子类的及其父类的受保护成员

    重定义

    当子类要用到超类中的一个方法,而超类的这个方法有不适合子类时,我们可以选择在子类中重定义这个方法。子类重定义超类的方法是指的方法是指在子类中定义一个与超类的某个方法有完全相同接口的方法,这是称子类的这个方法重定义了超类同接口的方法。所为方法接口完全相同是指返回类型方法名方法参数列表完全相同。向以上例子中,Manager类的getSalary()方法就是重定义了超类Employee的getSalary()方法。

    在重定义超类(祖先类)的方法时,不允许降低方法的访问控制权限。如在超类中是public的方法,在子类重定义时不能定义成protected或private。不过java允许在子类中重定义成员数据是降低其访问控制权限。如在超类中是public的数据成员,在子类可重定义为protected或private的数据成员。

    对于成员数据来说,只要子类定义了与祖先类同名的成员数据就是重定义了祖先类的成员数据,而且屏蔽了祖先类的成员数据,子类及子类的使用者再也不能访问该祖先类的成员数据。

    this与super

    java中的this与super都是每一个对象实例中的特殊私有成员,是一个引用变量,this的类型是该对象实例所属的类类型,super的类型是它所属的对象实例的超类类型。

    它们有两种使用方式:

    第一种:调用类的数据或方法成员。this是调用自身的成员,而super则是调用其超类(祖先类)中的数据成员。如以上例子的Employee类,其部分代码如下:

        public class Employee {
            private String name;
            ......
            public Employee(String name,double s,int year,int month,int day){
                this.name=name;
                .........
            }
            .......
        }
    

    在构造函数中用到了this.name=name;,this指明了name是它所在的类(Employee)中定义的name,而不是参数列表中的那个name。这种使用方法的格式总结为:this.本类成员 和 super.超类成员其中超类成员不能是私有成员。

    第二种:调用构造函数。this是在自身的构造函数中调用自身的另一个构造函数,而super则是在自身的构造函数中调用其超类的构造函数。例如Manager类的构造函数:

        public Manager(String name,double s,int year,int month,int day){
            super(name, s, year, month, day);//必须放在第一句
            this.bonus=0;
        }
    

    其中有super(name, s, year, month, day);,这是Manager的构造函数调用了其超类Employee的构造函数,初始化了继承成员name、salary、hireDay。这种使用方法的格式总结为:this(参数列表);和 super(参数列表);注意,他们都必须放在构造方法的第一句。

    总结

    • 子类拥有父类非private的属性,方法。
    • 子类可以拥有自己的属性和方法,即子类可以对父类进行扩展。
    • 子类可以用自己的方式实现父类的方法(重定义)。
    • java的继承是单继承,但是可以多重继承,单继承就是一个子类只能继承一个父类,多重继承就是,例如A类继承B类,B类继承C类,所以按照关系就是C类是B类的父类,B类是A类的父类,这是java继承区别于C++继承的一个特性。但接口允许多继承
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