详解继承（上）—— 工具的抽象与分层

2024-02-06 18:57:10

本篇博文讲解的知识点比较实用，但是，相关知识点太多，所以本人将内容分为上下两册，
那么，本人就不多废话，直接进入主题进行讲解了！

说到“继承”，大家可能都会想到我们日常中对于这个词的定义：将先人的物品或意志传承给后人，而后人也可以“择优继承”，并在先人的基础上产生新的物品或新的意志。

上面这一段话，并不是为了瞎扯才写出来的，上述的思想就是本人对于JAVA中的“继承”的一种通俗的理解：
将父类的成员或方法传承给子类，而子类也可以选择自己声明一个同名的成员，或者一个同名、同返回值、同参数的方法，并在父类的基础上定义新的成员或新的方法。

通过这样描述，可能大家会对于继承的优点就有了基本的认识。
那么，现在，本人来总结一下 继承的优点：

继承的优点：

提高了代码的复用性

提高了代码的维护性

让类与类之间产生了关系，是多态的前提

在这里，本人还要提出的一点是：

Object类是 所有类的基类(即父类)

这样一来，想必同学们对于这个知识点就有了大致的认识了，那么，现在本人来编写一段代码来实现一下上述的思想：
首先，先在com.mec.about_inheritance.classes包下，来编写一个 Parent.java 文件：

package com.mec.about_inheritance.classes;

public class Parent {
    public int parentPublicMember;
    private int parentPrivateMember;
    protected int parentProtectedMember;
    int parentNoneMember;
    
    public Parent() {
        parentPublicMember = 1;
        parentPrivateMember = 2;
        parentProtectedMember = 3;
        System.out.println("Parent 无参构造方法");
    }
    
    public int parentPublicMethod() {
        parentPrivateMethod();
        System.out.println("执行Parent 类的 public 构造方法！");
        return parentPrivateMember;
    }
    
    private void parentPrivateMethod() {
        System.out.println("执行Parent 类的 private 构造方法！");        
    }
    
    protected void parentProtectedMethod() {
        System.out.println("执行Parent 类的 protected 构造方法！");      
    }
    
    void parentNoneMethod() {
        System.out.println("执行Parent 类的 无修饰 构造方法！");                
    }
}

现在，我们在本包（com.mec.about_inheritance.classes）下，来编写它的子类——Child.java :

package com.mec.about_inheritance.classes;

public class Child extends Parent {
    public Child() {
        this.   //这里的代码我们还没敲完就能看到下图现象：
    }
}

我们能够观察到：它的父类的所有无修饰和用protected、public修饰词修饰的成员和方法，在本类中可以调用！

那么，现在我们创建一个新的包com.mec.about_inheritance.test，在这个包下建立 Parent类的包外子类 Son类：

package com.mec.about_inheritance.test;

import com.mec.about_inheritance.classes.Parent;

public class Son extends Parent {
    public Son() {
        this.   //这里的代码我们还没敲完就能看到下图现象：
    }
}

我们能够观察到：它的父类的所有用protected、public修饰词修饰的成员和方法，在本类中可以调用！

那么，现在我们创建一个新的包com.mec.about_inheritance.test，在这个包下建立 Parent类的包外非子类 Demo类：

package com.mec.about_inheritance.demo;

import com.mec.about_inheritance.classes.Child;
import com.mec.about_inheritance.classes.Parent;
import com.mec.about_inheritance.test.Son;

public class Demo {

    public static void main(String[] args) {
        Parent parent = new Parent();
        Child child = new Child();
        Son son = new Son();
        
        parent.     //这里的代码我们还没敲完就能看到下图现象:
    }

}

我们能够观察到：它调用的类的所有用public修饰词修饰的成员和方法，在本类中可以调用！

讲到这里，相信好多同学都已经懵了，毕竟本人也是从学习这个知识点的时期过来的，为了方便同学们对比这几种的区别，本人现在将其总结罗列到一张表中：
权限修饰符总结：
| | 继承关系| 继承关系| 非派生类引用关系 |非派生类引用关系 |
|--|--|--|--|--|
| | 包内子类 |包外子类 | 包内其他类 | 包外其他类 |
|public | 能 | 能 | 能 | 能 |
| private | 否 | 否 |否 | 否 |
|protected | 能 | 能 | 能 | 否 |
| default (或无修饰) |能 | 否 | 能 | 否 |

那么，本人现在来介绍下，这些权限修饰符的一般使用标准吧：
1.凡是打算为子类继承的成员和方法，用 protected 修饰；
2.不打算被包外的类引用的成员和方法，不用写任何权限修饰符。

我们之前说过，在我们构建一个比较大的JAVA工程时，一般都会用到 “构造方法”。
那么，现在，本人来讲解一下 继承关系中的构造方法 ：
我们还是通过代码的运行结果来总结结论：
首先，在 com.mec.about_inheritance.constructor 包下建立 Grandfather 类：

package com.mec.about_inheritance.constructor;

public class Grandfather {
    public Grandfather() {
        System.out.println("执行爷爷构造方法！");
    }
}

其次，我们在本包（ com.mec.about_inheritance.constructor ）下建立Parent 类：

package com.mec.about_inheritance.constructor;

public class Parent extends Grandfather {
    public Parent() {
        System.out.println("执行爸爸构造方法！");
    }
}

然后，我们在本包（ com.mec.about_inheritance.constructor ）下建立Child 类:

package com.mec.about_inheritance.constructor;

public class Child extends Parent{
    public Child() {
        System.out.println("执行孩子构造方法！");
    }
}

最后，我们建立一个新的包 com.mec.about_inheritance.constructor.test ，并在这个包下建立 Test类：

package com.mec.about_inheritance.constructor.test;

import com.mec.about_inheritance.constructor.Child;

public class Test {

    public static void main(String[] args) {
        new Child();
    }
}

然后，我们来观察下运行结果：
由此，我们可以看出，构造方法的执行顺序：
有当前类开始，根据继承关系，追溯到祖先类，再从上往下执行构造方法！

但是，本人在之前的博文中说过，若一个类没有定义无参构造方法，则JVM会默认执行一个无参构造方法。但是，在继承这里，正是由于这个原因，会出现一些错误，如下：
我们现在对 Grandfather类进行如下改变：

package com.mec.about_inheritance.constructor;

public class Grandfather {
    private int one;
    private int two;
    
    public Grandfather(int one, int two) {
        this.one = one;
        this.two = two;
        System.out.println("执行爷爷构造方法！");
    }

    public int getOne() {
        return one;
    }

    public void setOne(int one) {
        this.one = one;
    }

    public int getTwo() {
        return two;
    }

    public void setTwo(int two) {
        this.two = two;
    }
    
}

但是，就在这时，我们能够发现，Parent类那里竟然出现了错误：
错误提示说：父类Parent 的无参构造方法未定义，Parent类无参构造方法必须执行另一种父类的构造方法。
简单来讲，就是说：因为Grandfather 类没有无参构造方法。要 Parent 执行另一种父类构造方法。
其实，Grandfather 类并不是没有构造方法，只是没有无参构造方法！
所以，这里执行 Grandfather 类的双参构造方法！

现在，本人对 Parent类做如下改变：

package com.mec.about_inheritance.constructor;

public class Parent extends Grandfather {
    public Parent() {
        super(0, 0);
        System.out.println("执行爸爸构造方法！");
    }
}

可以看到，现在没有问题了！

由上面的代码展示，我们可以看出继承有如下特点：

继承的特点：

Java只支持单继承，不支持多继承（即一个类只能拥有一个父类）

Java支持 多层继承(继承体系)

但是，虽然这样很方便，继承也是存在着条件的：

子类只能继承父类所有非私有的成员(成员方法和成员变量)

子类不能继承父类的构造方法，但是可以通过super(待会儿讲)关键字去访问父类构造方法

不要为了部分功能而去继承

那么，在本篇博文的末尾，本人要提出的一点是：我们虽然可以用“继承”提高代码的复用性，
但是，“继承”同样存在很大的弊端：

继承的弊端：使得类的耦合性增强

这违背了我们的开发原则之一的 —— 高内聚，低耦合
(所谓“耦合”—— 类与类的关系
所谓 “内聚”—— 自己完成某件事情的能力)

相信看到这的同学们，一定对于super(0, 0) 这一行代码十分好奇吧，那么，请观看本人的下半篇博文——《详解继承（下）—— super关键字与多态》

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