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java_继承、super、this、抽象类的使用

琛彤麻麻 2022-04-06 阅读 69


1. 继承

1.1 概述

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:

java_继承、super、this、抽象类的使用_子类

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

  1. 提高代码的复用性。
  2. 类与类之间产生了关系,是多态的前提

1.2 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:

class 父类 {
...
}

class 子类 extends 父类 {
...
}

继承演示,代码如下

// 定义一个父类:员工
public class Employee {

public void method() {
System.out.println("方法执行!");
}

}

// 定义了员工的另一个子类:助教
public class Assistant extends Employee {

}


// 定义了一个员工的子类:讲师
public class Teacher extends Employee {

}


/*
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。
例如父类是员工,子类是讲师,那么“讲师就是一个员工”。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 {
// ...
}
*/
//测试类
public class Demo01Extends {

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method方法。
teacher.method(); //方法执行!

// 创建另一个子类助教的对象
Assistant assistant = new Assistant();
assistant.method(); //方法执行!
}

}

1.3 继承后的特点——成员变量

当类之间产生了关系后,其中各类中的成员变量,又产生了哪些影响呢?

成员变量不重名

如果子类父类中出现​不重名​的成员变量,这时的访问是​没有影响的​。

成员变量重名

如果子类父类中出现​重名​的成员变量,这时的访问是​有影响的​。

代码如下:

/**
* 父类
*/
public class Fu {

int numFu = 10;

int num = 100;

public void methodFu() {
// 使用的是本类当中的,不会向下找子类的
System.out.println(num);
}

}

/**
* 子类
*/
public class Zi extends Fu {

int numZi = 20;

int num = 200;

public void methodZi() {
// 因为本类当中有num,所以这里用的是本类的num
System.out.println(num);
}

}


/*
在父子类的继承关系当中,如果成员变量重名,则创建子类对象时,访问有两种方式:

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。
*/
//测试类
public class Demo01ExtendsField {

public static void main(String[] args) {
Fu fu = new Fu(); // 创建父类对象
System.out.println(fu.numFu); // 只能使用父类的东西,没有任何子类内容
System.out.println("===========");

Zi zi = new Zi();

System.out.println(zi.numFu); // 10
System.out.println(zi.numZi); // 20
System.out.println("===========");

// 等号左边是谁,就优先用谁
System.out.println(zi.num); // 优先子类,200
// System.out.println(zi.abc); // 到处都没有,编译报错!
System.out.println("===========");

// 这个方法是子类的,优先用子类的,没有再向上找
zi.methodZi(); // 200
// 这个方法是在父类当中定义的,
zi.methodFu(); // 100
}

}

1.4 继承后的特点——成员方法

当类之间产生了关系,其中各类中的成员方法,又产生了哪些影响呢?

成员方法不重名

如果子类父类中出现​不重名​的成员方法,这时的调用是​没有影响的​。对象调用方法时,会先在子类中查找有没有对 应的方法,若子类中存在就会执行子类中的方法,若子类中不存在就会执行父类中相应的方法。

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​。

代码如下:

/**
* 父类
*/
public class Fu {

public void methodFu() {
System.out.println("父类方法执行!");
}

public void method() {
System.out.println("父类重名方法执行!");
}

}

/**
* 子类继承父类
*/
public class Zi extends Fu {

public void methodZi() {
System.out.println("子类方法执行!");
}

public void method() {
System.out.println("子类重名方法执行!");
}

}



/*
在父子类的继承关系当中,创建子类对象,访问成员方法的规则:
创建的对象是谁,就优先用谁,如果没有则向上找。

注意事项:
无论是成员方法还是成员变量,如果没有都是向上找父类,绝对不会向下找子类的。

重写(Override)
概念:在继承关系当中,方法的名称一样,参数列表也一样。

重写(Override):方法的名称一样,参数列表【也一样】。覆盖、覆写。
重载(Overload):方法的名称一样,参数列表【不一样】。

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。
*/
public class Demo01ExtendsMethod {

public static void main(String[] args) {
Zi zi = new Zi();

//成员方法不重名
zi.methodFu();//父类方法执行!(因为继承原因,子类没有的方法,只要父类有子类就可以调用)
zi.methodZi();//子类方法执行!

//成员方法重名
// 创建的是new了子类对象,所以优先用子类方法
zi.method();//子类重名方法执行!(子类方法名称和父类方法名称一样,就会使用到重写)
}

}

重写的应用

java_继承、super、this、抽象类的使用_父类_02

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:

/**
* 本来的老款手机(父类)
*/
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");
}

}

/**
* 定义一个新手机,使用老手机作为父类(子类)
*/
public class NewPhone extends Phone {

@Override
public void show() {
super.show(); // 把父类的show方法拿过来重复利用
// 自己子类再来添加更多内容
System.out.println("显示姓名");
System.out.println("显示头像");
}
}

/**
* 测试类
*/
public class Demo01Phone {

public static void main(String[] args) {
//老手机的功能
Phone phone = new Phone();
phone.call(); //打电话
phone.send();//发短信
phone.show();//显示号码
System.out.println("==========");

//新手机的功能
NewPhone newPhone = new NewPhone();
newPhone.call();//打电话
newPhone.send();//发短信
newPhone.show();//显示号码,显示姓名,显示头像
}

}

小贴士:这里重写时,用到super.父类成员方法,表示调用父类的成员方法。

注意事项​:

方法覆盖重写的注意事项:

  1. 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。

  2. 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。

  3. 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。

1.5 继承后的特点——构造方法

当类之间产生了关系,其中各类中的构造方法,又产生了哪些影响呢?

首先我们要回忆两个事情,构造方法的定义格式和作用。

  1. 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。
  2. 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 码如下
/**
* 父类
*/
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!");
}

}

/**
* 子类
*/
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。
}

}


/*
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 Demo01Constructor {

public static void main(String[] args) {
/*我只要创建子类对象,无参构造就会被调用,
又因为子类无参里面有super()所以又调用了父类的无参构造
并且super必须在构造的第一行*/
Zi zi = new Zi();

//结果打印:
// 父类无参构造
//子类构造方法!
}

}

1.6 super和this

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

java_继承、super、this、抽象类的使用_子类_03

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)。

super和this的用法

  1. 访问成员
this.成员变量 ‐‐ 本类的
super.成员变量 ‐‐ 父类的
  1. 访问成员方法
this.成员方法名() ‐‐ 本类的 
super.成员方法名() ‐‐ 父类的
  1. 访问构造方法
this(...) ‐‐ 本类的构造方法 
super(...) ‐‐ 父类的构造方法


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。


super 用法演示,代码如下:

/**
* 父类
*/
public class Fu {

int num = 10;

public Fu() {
System.out.println("父类的构造");
}

public void method() {
System.out.println("父类方法");
}

}

/*
super关键字的用法有三种:
1. 在子类的成员方法中,访问父类的成员变量。
2. 在子类的成员方法中,访问父类的成员方法。
3. 在子类的构造方法中,访问父类的构造方法。
*/
public class Zi extends Fu {

int num = 20;

//访问父类构造方法
public Zi() {
super();
}

public void methodZi() {
//访问 父类中的num成员变量
System.out.println(super.num);
}

public void method() {
// 访问父类中的method方法
super.method();
System.out.println("子类方法");
}

}

/**
* 测试类
*/
public class Demo01 {
public static void main(String[] args) {
Zi z=new Zi();//打印:父类的构造

//调用子类的方法打印父类的num
z.methodZi();//10

//调用子类的method方法
z.method();//打印 父类方法 子类方法

}
}

super 用法演示,代码如下:

/**
*父类
*/
public class Fu {

int num = 30;

}


/*
super关键字用来访问父类内容,而this关键字用来访问本类内容。用法也有三种:

1. 在本类的成员方法中,访问本类的成员变量。
2. 在本类的成员方法中,访问本类的另一个成员方法。
3. 在本类的构造方法中,访问本类的另一个构造方法。
在第三种用法当中要注意:
A. this(...)调用也必须是构造方法的第一个语句,唯一一个。
B. super和this两种构造调用,不能同时使用。
*/
public class Zi extends Fu {

int num = 20;

public Zi() {
// super(); // 这一行不再赠送
this(123); // 本类的无参构造,调用本类的有参构造
// this(1, 2); // 错误写法!
}

public Zi(int n) {
this(1, 2);
}

public Zi(int n, int m) {
System.out.println("访问子类构造");
}

public void showNum() {
int num = 10;
System.out.println(num); // 局部变量 10
System.out.println(this.num); // 本类中的成员变量 20
System.out.println(super.num); // 父类中的成员变量 30
}

public void methodA() {
System.out.println("AAA");
}

public void methodB() {
this.methodA();
System.out.println("BBB");
}

}


/**
* 测试类
*/
public class Demo01 {
public static void main(String[] args) {
//访问构造方法
Zi z=new Zi();
//打印:访问子类构造

//访问成员
z.showNum();
//打印:
// 10
// 20
// 30


//访问成员方法
z.methodB();
//打印:
// AAA
//BBB

}
}

1.7 继承的特点

java_继承、super、this、抽象类的使用_java_04

  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 (可以)
class C extends A,B... //error(不可以)
  1. Java支持多层继承(继承体系)。
class A{} 
class B extends A{}
class C extends B{}


顶层父类是Object类。所有的类默认继承Object,作为父类。


  1. 子类和父类是一种相对的概念。

2.抽象类

2.1 概述

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。

2.2 abstract使用格式

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:

修饰符 abstract 返回值类型 方法名 (参数列表)

代码举例:代码举例:

public abstract void run()

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:

abstract class 类名字 {

}

代码举例:

public abstract class Animal { 
public abstract void run();
}

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。

代码举例:

/*
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。

如何使用抽象类和抽象方法:
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。
*/
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() {
//
// }

}

/**
* 继承Animal
*/
public class Cat extends Animal {
//重写抽象类的的方法
@Override
public void eat() {
System.out.println("猫吃鱼");
}

}

/**
* 测试类
*/
public class DemoMain {

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

// 创建子类对象
Cat cat = new Cat();
cat.eat();//猫吃鱼
}
}

此时的方法重写,是子类对父类抽象方法的完成实现,我们将这种方法重写的操作,也叫做实现方法。

2.3 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。


//抽象类
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() {
//
// }

}

/**
* 测试类
*/
public class DemoMain {

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
}
}

java_继承、super、this、抽象类的使用_父类_05

  1. 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


//抽象类
public abstract class Fu {
//无参构造方法
public Fu() {
System.out.println("抽象父类构造方法执行!");
}
//抽象方法
public abstract void eat();

}

//实现抽象类的子类
public class Zi extends Fu {

public Zi() {
//super();默认可以不写,就会调用父类的抽象类的无参构造

super();//调用父类的抽象类的无参构造
System.out.println("子类构造方法执行");
}

//重写了抽象类的方法
@Override
public void eat() {
System.out.println("吃饭饭");
}
}

/**
* 测试类
*/
public class DemoMain {

public static void main(String[] args) {
Zi zi = new Zi();
//打印:
//抽象父类构造方法执行!
//子类构造方法执行

//调用之类的方法
zi.eat();//吃饭饭
}

}
  1. 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。


/*
一个抽象类不一定含有抽象方法,
只要保证抽象方法所在的类是抽象类,即可。

这样没有抽象方法的抽象类,也不能直接创建对象,在一些特殊场景下有用途。
*/
public abstract class MyAbstract {
//这样不会报错,如果一个类里面写了抽象方法那么那个类一定要变成抽象类
}
  1. 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。


// 最高的抽象父类
public abstract class Animal {

public abstract void eat();

public abstract void sleep();

}

// 子类也是一个抽象类
public abstract class Dog extends Animal {

@Override
public void eat() {
System.out.println("狗吃骨头");
}

// public abstract void sleep();
}
/*
继承Dog类,因为Dog类继承Animal类所以要实现里面的所有方法,
但是Dog也是抽象类所以可以实现所有方法或者不实现方法,
而是由其他类继承Dog类,那个类才会要求被实现所有方法,
因为已经实现了eat()的重写,当有类继承Dog类就只会重写sleep的方法
*/
public class Dog2Ha extends Dog {
@Override
public void sleep() {
System.out.println("嘿嘿嘿……");
}
}
/*
继承Dog类,因为Dog类继承Animal类所以要实现里面的所有方法,
但是Dog也是抽象类所以可以实现所有方法或者不实现方法,
而是由其他类继承Dog类,那个类才会要求被实现所有方法,
因为已经实现了eat()的重写,当有类继承Dog类就只会重写sleep的方法
*/
public class DogGolden extends Dog {
@Override
public void sleep() {
System.out.println("呼呼呼……");
}
}

//测试类
public class DemoMain {

public static void main(String[] args) {
// Animal animal = new Animal(); // 错误!

// Dog dog = new Dog(); // 错误,这也是抽象类

Dog2Ha ha = new Dog2Ha(); // 这是普通类,可以直接new对象。
ha.eat();//狗吃骨头
ha.sleep();//嘿嘿嘿……
System.out.println("==========");

DogGolden golden = new DogGolden();
golden.eat();//狗吃骨头
golden.sleep();//呼呼呼……
}
}

3. 继承的综合案例

3.1 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:

  1. 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。
  2. 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。

3.2 案例分析

根据描述分析,得出如下继承体系:

java_继承、super、this、抽象类的使用_子类_06

3.3 案例实现

定义用户类:

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:

/ 群主的类
public class Manager extends User {

public Manager() {
}

public Manager(String name, int money) {
super(name, money);//调用父类的构造方法吧值传递过去
}

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<Integer>();

// 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:

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获取一个红包给自己
//获取随机集合的索引值
int index= new Random().nextInt(list.size());
//根据索引,从集合当中删除,并且获取删除的红包值,给自己
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:

public class MainRedPacket {

public static void main(String[] args) {
Manager manager = new Manager("群主", 100);

Member one = new Member("成员A", 0);
Member two = new Member("成员B", 0);
Member three = new Member("成员C", 0);

manager.show(); // 100
one.show(); // 0
two.show(); // 0
three.show(); // 0
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);

//查看群主和成员的余额情况
manager.show(); // 100-20=80
// 6、6、8,随机分给三个人
one.show();
two.show();
three.show();
}

}

运行结果:

java_继承、super、this、抽象类的使用_构造方法_07

课后请同学自己思考并完成扩展需求。

案例扩展:

  1. 如果成员的余额不为0呢,将如何处理?
  2. 如果群主想输入带小数的金额呢,将如何处理?


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