Java 教程 5:继承和多态
继承和多态:两个让任何 Java 初学程序员感到恐惧的大词。然而,他们所指的概念并不那么复杂。
Java中的继承
我们先来看看继承。继承允许您创建现有类的子类。你为什么要做这样的事?好吧,假设你有一门课叫Robot。Robot只包含所有Robot都需要的一些基本方法。例如:
public class Robot {
public void start() {
System.out.println("Robot started.");
}
public void work() {
System.out.println("Robot working.");
}
public void stop() {
System.out.println("Robot stopped.");
}
}
正如您所看到的,Robot类仅仅定义了start()、work()和stop()方法,每个方法仅仅打印出它应该执行的操作。
我们将创建一个带有Main方法的类来运行Robot。
public class Application {
public static void main(String[] args) {
Robot robot = new Robot();
robot.start();
robot.work();
robot.stop();
}
}
Robot started.
Robot working.
Robot stopped.
如果我们想要创建特定类型的Robots ,这些Robots “继承”了Robots 的所有功能,但又添加了新的功能,该怎么办呢?
例如,让我们创建一个WasteDisposalRobot:
public class WasteDisposalRobot extends Robot {
public void findWaste() {
System.out.println("Finding waste");
}
}
我们可以这样使用它:
WasteDisposalRobot robot = new WasteDisposalRobot();
robot.start();
robot.findWaste();
robot.work();
robot.stop();
Robot started.
Finding waste
Robot working.
Robot stopped.
我们在这里看到的是继承在起作用。WasteDisposalRobot是Robot类的subclass 或子类;Robot类是其基类或父类。
WasteDispoalRobot可以做Robot能做的所有事情,我们也可以向它添加新的方法(和数据)。
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方法覆盖
如果我们已经创建了某个超类的新子类,但我们不喜欢超类中的一个或多个方法,该怎么办?我们想把它改成别的东西。我们可以简单地通过在子类中再次定义方法来做到这一点。
在下面的代码中,我们重写了Robot父类中的work()方法,以便它在WasteDisposalRobot子类中执行一些不同的操作。
public class WasteDisposalRobot extends Robot {
public void findWaste() {
System.out.println("Finding waste");
}
@Override
public void work() {
System.out.println("Disposing waste!");
}
}
Robot started.
Finding waste
Disposing waste!
Robot stopped.
请注意位于被覆盖方法之前的@Override指令。这不是强制性的,但您应该始终使用它。它告诉Java编译器您打算覆盖父类中的方法。如果您拼错了方法名称并试图覆盖不存在的方法,编译器将通过抛出错误来警告您。
实例变量继承
您可能会想知道实例变量会发生什么情况。如果Robot超类有一些实例变量,子类是否也可以访问这些变量?这取决于在父类中定义实例变量时是使用public、private或protected访问说明符,还是根本不使用任何说明符。稍后我们将更详细地讨论这一点,但现在我们只说,只要实例变量不是私有的,它们就可以被子类访问。
我们来看一个例子。在这里,我将所有相关代码放在一个文件中,以使其更易于阅读。
class Fruit {
String name;
Fruit() {
name = "Fruit";
}
public String getName() {
return name;
}
}
class Banana extends Fruit {
Banana() {
name = "Banana";
}
}
public class Application {
public static void main(String[] args) {
Fruit fruit = new Fruit();
Banana banana = new Banana();
System.out.println(fruit.getName());
System.out.println(banana.getName());
}
}
两个类的构造函数都设置name实例变量。Banana类扩展了Fruit类(即继承自它);它的构造函数还可以访问它设置的name实例变量。然后,当使用getName()方法从任一个类中检索Name时,将返回并显示相应的名称。
Fruit
Banana
构造函数继承
构造函数像其他方法一样被继承,事实上,当你构造一个子对象时,它的父对象的默认构造函数会首先被自动调用。
class Fruit {
Fruit() {
System.out.println("Fruit constructed");
}
}
class Banana extends Fruit {
Banana() {
System.out.println("Banana constructed");
}
}
public class Application {
public static void main(String[] args) {
Banana banana = new Banana();
}
}
Fruit constructed
Banana constructed
如果父类中没有默认构造函数,则必须在子类中显式定义构造函数。如果需要,可以使用super关键字调用父类中相应的构造函数。
class Fruit {
Fruit(String name) {
System.out.println("Fruit constructed with name: " + name);
}
}
class Banana extends Fruit {
Banana() {
super("Banana");
}
}
public class Application {
public static void main(String[] args) {
Banana banana = new Banana();
}
}
Fruit constructed with name: Banana
Java中的多态性
多态:简单概念。它的字面意思是“许多形状”。但这说明不了什么。多态性意味着,基本上,一旦你有了一个子类,你就可以在使用父类对象的任何地方使用该子类的对象。Java将自动调用正确的方法。
例如,即使我们有一个父类类型的变量,我们也可以将其分配给子类,并且可以使用该变量调用子类中被覆盖的方法。
我们来看一个例子。
class Fruit {
public void show() {
System.out.println("Fruit");
}
}
class Banana extends Fruit {
@Override
public void show() {
System.out.println("Banana");
}
public void makeBananaTree() {
System.out.println("Making a tree");
}
}
public class Application {
public static void main(String[] args) {
Fruit banana = new Banana();
banana.show();
// The following WILL NOT work;
// Variables of type Fruit know only
// about Fruit methods.
// banana.makeBananaTree();
}
}
Banana
当然,您不能将banana赋给fruit变量,然后使用它来调用只属于banana而不属于fruit的方法。fruit只知道fruit的方法。特定类类型的变量只知道在该特定类及其超类中定义的方法。它不知道子类中定义的方法,即使您可以将子类类型的对象分配给变量(banana对象分配给fruit变量,如本例所示),并且被覆盖的方法将被正确调用。
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