一文打尽Java继承的相关问题

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在《面向对象再探究》这篇文章中已经笼统的介绍过继承的概念了，下面就来具体介绍继承的使用等相关问题。

1. 引入例子

以Animal类和Dog类例子，下文都会围绕该例展开。

public class Animal {
    private String name;
    private int age;

    public Animal(String name, int age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
    }

    public Animal() {
    }

    public void say() {
        System.out.println("我是" + name + "，今年" + age + "岁了");
    }

	//getters and setters ...
}

public class Dog extends Animal {

    private String address;

    public Dog(String name, int age, String address) {
        super(name, age);
        this.address = address;
    }

    public Dog() {
    }

    public void say() {
        System.out.println("我叫" + super.getName() + "，今年" + super.getAge() + "岁了，家住" + address + "，汪汪汪...");
    }

    public void watchDoor() {
        System.out.println("我在" + address +"看门...");
    }

	//getters and setters ...
}

Dog类继承Animal类，Animal类有name、age属性和say()方法，Dog类增加了address属性和watchDoor()方法。

2. 概念介绍

在现实生活中有许多继承的例子，比如“子承父业”、“继承父母财产”、“继承某人意志”等，这些都是在强调一个体得到另一个体的东西，他们之间存在“继承关系”。

在Java中，继承是类和类之间的关系。在《面向对象再探究》这篇文章中举了动物Animal类和狗Dog类、猫Cat类、兔子Rabbit类的例子并写了代码，这里直接拿来用不再列出，请移步此文章。

我们可以说狗、猫、兔子是动物，但不可以说动物是狗、猫、兔子。动物普遍有眼睛、耳朵等属性，有跑、吃、叫等行为。狗显然也具有这些属性和行为，但是狗也具有一些它特有的属性和行为，比如灵敏的鼻子、看门等。

在这个例子中，Animal类是父类，Dog类、Cat类、Rabbit类是子类。子类和父类存在继承关系，可以说：子类“是”父类，该关系是继承的一个明显特征。

下面是关于继承的几个Q&A：

Q1： 什么时候需要用到继承？

A1： 个人认为可从以下两点出发：

1. 面向对象语言是对现实世界的抽象，所谓“万物皆对象”，那么我们在实际开发中的类肯定都是与现实世界的实物相对应的，所以看实物之间的关系有没有继承关系。
2. 当有若干类有大量重复的属性和方法，那么就可以考虑使用继承，将这些重复的属性和方法抽成父类。

Q2： 怎样使用继承？

A2： 子类使用extends关键字继承父类，也只有使用了该关键字后，才存在继承关系及“父子类”：

public class Animal {//父类
    //属性和方法
}

public class Dog extends Animal {//子类继承父类
    //属性和方法    
}

Q3： 在具体开发中，是先编写父类，然后扩展出子类，还是先编写子类，然后抽象出父类？

A3： 个人认为不能一概而论。如果你的系统设计非常好，可以先写好父类，然后扩展子类。如果你没设计好，或者考虑不周，那么后期可能会出现许多类有重复代码，这时候可以考虑抽取父类。

Q4： 父类和子类在内容上有什么区别？

A4： 通常，我们将更通用的一些属性和方法放到父类中，比如狗、猫、兔子都具有的属性和方法会方法动物类中。子类中是更加特别的属性和方法，比如狗的看门行为、猫的抓老鼠行为。由于子类继承了父类，所以子类中只需要编写和父类的不同之处。

所以，子类往往会比父类拥有更加丰富的属性和方法。

Q5： 子类继承的父类的哪些东西？

A5： 这里先给出结论，下文再详细介绍。子类继承了父类的非私有private的成员变量、方法、嵌套类，子类不继承父类的构造器，但是子类可以调用父类的构造器。

Q6： Java中可以继承多个类吗？

A6： Java中的继承是单继承，只能继承一个类。

3. 具体使用

3.1. 子类重写父类的方法

有时子类从父类继承得到的方法不一定适用，这时子类可以重写父类的方法。如Dog类重写了其父类的say()方法。

注意要和重载加以区分。

简单来说，重写涉及到的是两个类的同名方法，重载涉及到的是一个类的同名方法。关于重载介绍请移步这里。

3.2. 子类新增属性和方法

前面提到：子类是对父类的扩展，子类内容比父类更加丰富。所以通常子类都会有自己的属性和方法，比如Dog类的address属性和watchDoor()方法。

3.3. 子类如何使用父类的私有成员？

子类不继承父类的私有成员，但是如果父类有能访问其私有成员变量的public或protected的方法（比如getter方法），那么子类可以通过继承这些方法来使用父类的私有方法（Java官方教程）。

下面用上面的代码例子解释：

Animal类有私有成员变量、和公有方法say()。say()直接访问本类的私有成员变量，没毛病！

public class Animal {
    private String name;
    private int age;
    
    public void say() {
        System.out.println("我是" + name + "，今年" + age + "岁了");
    }
    //其他代码...
}

现在Dog类继承Anima类

public class Dog extends Animal {

    private String address;
    
    public void say() {//name和age报红
        System.out.println("我叫" + name + "，今年" + age + "岁了，家住" + address + "，汪汪汪...");
    }
    
    //其他代码...
}

请注意Dog类的say()方法，直接访问了name和age属性，如果子类继承了父类的私有成员，那么这样写是没问题的，但事实是name和age报红了，说明子类没有继承父类的私有成员。

虽然子类没有继承父类的私有成员，但是我们可以通过父类的公有方法使用其私有成员变量，代码改动如下：

public class Dog extends Animal {

    private String address;
    
	public void say() {
        System.out.println("我叫" + super.getName() + "，今年" + super.getAge() + "岁了，家住" + address + "，汪汪汪...");
    }
    
    //其他代码...
}

使用super.xxx()可以调用父类的方法，由于getName()是父类公有方法，且能访问父类的私有成员变量name，所以子类调用getName()方法可以使用name变量。

3.4. 子类如何对父类的私有成员赋值？

子类没有继承父类的私有成员变量，当然不能直接赋值。通常有两种方法：调用父类的公有setter方法或调用父类的构造器。本质上还是子类通过使用父类提供的公有方法（setter或构造器）使用其私有成员变量。

3.4.1. 使用setter方法：

public class Dog extends Animal {

    private String address;

    public void setName(String name) {
        super.setName(name); //注意super
    }

    public void setAge(int age) {
        super.setAge(age);
    }

    public void say() {
        System.out.println("我叫" + super.getName() + "，今年" + super.getAge() + "岁了，家住" + address + "，汪汪汪...");
    }

    //其他代码...
}

Dog类的两个setter方法调用了Animal类的两个setter方法，由于子类的setter方法名和父类的setter方法名取得一样（重写了），所以一定要使用super关键字加以区分，否则就成递归了。

3.4.2. 调用父类的构造器：

public class Dog extends Animal {

    private String address;

    public Dog(String name, int age, String address) {
        super(name, age); //调用父类构造器
        this.address = address;
    }

    public Dog() {
    }


    public void say() {
        System.out.println("我叫" + super.getName() + "，今年" + super.getAge() + "岁了，家住" + address + "，汪汪汪...");
    }
    
    //其他代码...
}

public class Animal {
    private String name;
    private int age;

    public Animal(String name, int age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
    }
    
    //其他代码...
} 

子类使用super()语句调用父类构造器，该语句必须是子类构造器的第一行代码。

如果子类构造器没有显式调用父类构造器，则会默认调用父类的无参构造器。所以如果父类没有无参构造器，而子类又没有显式调用父类的其他构造器，则会报错。

4. 关于我

如有错误，还请指正。