day09_继承、super、this、抽象类

2024-02-07 15:52:29

继承

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：

其中，多个类可以称为子类，单独那一个类称为父类、超类（superclass）或者基类。继承描述的是事物之间的所属关系，这种关系是： is-a 的关系。例如，图中兔子属于食草动物，食草动物属于动物。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”。可见，父类更通用，子类更具体。我们通过继承，可以使多种事物之间形成一种关系体系。继承主要解决的问题是共性抽取。

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

提高代码的复用性。
类与类之间产生了关系，是多态的前提。

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：

继承演示，代码如下：

定义员工类Employee，做父类

package demo01;

public class Employee {
    // 定义name属性 
    String name;

    // 定义员工的工作方法
    public void work() {
        System.out.println("尽心尽力地工作");
    }
}

定义讲师类Teacher 继承员工类Employee

package demo01;

public class Teacher extends Employee {
    // 定义一个打印name的方法
    public void printName() {
        System.out.println("name=" + name);
    }
}

定义测试类

package demo01;

public class ExtendDemo01 {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建一个讲师类对象
        Teacher t = new Teacher();
        // 为该员工类的name属性进行赋值，name属性从父类继承
        t.name = "小明";
        // 调用该员工的printName()方法
        t.printName(); // name = 小明
        // 调用Teacher类继承来的work()方法
        t.work(); // 尽心尽力地工作
    }
}

继承中成员变量的访问特点

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？

创建父类对象

只能使用本类的方法，变量或者从自己父类中继承下来的方法或者变量

创建子类对象

如果子类父类中出现不重名的成员变量，这时我们可以根据不同的变量名称访问不同的变量

重名的成员变量时

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。

举例：

定义父类

package demo02;


public class Fu {
    //父类中独有的变量numFu
    String numFu = "父独有";
    //子父类中重名的变量num
    String num = "父";

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

}

定义子类

package demo02;



public class Zi extends Fu {
    //子类中独有的变量numZi
    String numZi = "子独有";
    //子父类中重名的变量num
    String num = "子";

    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);
    }

}

定义测试类

package demo02;


public class Demo01ExtendsField {

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

        //创建子类对象
        Zi zi = new Zi();
        //可以使用本类或者从父类中继承下来的
        System.out.println(zi.numFu); // 父独有
        System.out.println(zi.numZi); // 子独有


        // 等号左边是谁，就优先用谁
        System.out.println(zi.num); // 子
        //  System.out.println(zi.abc); 访问不存在的变量 ，编译报错！

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

}

区分子类方法中重名的三种变量

如果本类中的局部变量丶本类的成员变量丶父类的成员变量三者重名，我们应该这么区分

举例：

package demo03;

/*
局部变量：         直接写成员变量名
本类的成员变量：    this.成员变量名
父类的成员变量：    super.成员变量名
 */
public class Zi extends Fu {

    int num = 20;

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

}

继承中成员方法的访问特点

当类之间产生了继承关系，其中各类中的成员方法，又产生了哪些影响呢？

创建父类对象

只能使用本类的方法，变量或者从自己父类中继承下来的方法或者变量

创建子类对象

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。

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。
如果子类或者父类中都没有，则编译报错

举例

定义父类

package demo05;

public class Fu {
    public void show() {
        System.out.println("Fu类中的show方法执行");
    }
}

定义子类

package demo05;

public class Zi extends Fu {
    public void show2() {
        System.out.println("Zi类中的show2方法执行");
    }
}

定义测试类

package demo05;

public class ExtendsDemo {
    public static void main(String[] args) {
        //创建子类对象
        Zi z = new Zi();

        //子类中没有show方法，但是可以找到父类方法去执行
        z.show();//Fu类中的show方法执行

        z.show2();//Zi类中的show2方法执行
    }
}

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。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。

举例：

定义父类

package demo06;

public class Fu {
    public void show() {
        System.out.println("Fu show");
    }
}

定义子类

package demo06;

public class Zi {
    //子类重写了父类的show方法
    public void show() {
        System.out.println("Zi show");
    }
}

定义测试类

package demo06;

public class Demo {
    public static void main(String[] args) {
        //创建子类对象
        Zi z = new Zi();
        // 子类中有show方法，只执行重写后的show方法
        z.show(); // Zi show
    }
}

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。

重写的应用

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：

定义老手机类

package demo07;

//老手机
public class Phone {
    public void sendMessage() {
        System.out.println("发短信");
    }

    public void call() {
        System.out.println("打电话");
    }

    public void showNum() {
        System.out.println("来电显示号码");
    }
}

定义新手机

package demo07;

public class NewPhone extends Phone {
    //重写父类的来电显示号码功能，并增加自己的显示姓名和图片功能
    public void showNum() {
        //调用父类已经存在的功能使用super
        super.showNum();
        //增加自己特有显示姓名和图片功能
        System.out.println("显示来电姓名");
        System.out.println("显示头像");
    }
}

定义测试类

package demo07;

public class Demo {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建子类对象
        NewPhone np = new NewPhone();
        // 调用父类继承而来的方法
        np.call();
        // 调用子类重写的方法
        np.showNum();
    }
}

代码执行后的结果

继承关系中构造方法的特点

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。

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。
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。

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：

举例：

定义父类

package demo08;

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！");
    }

}

定义子类

package demo08;


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。
    }
}

定义测试类

package demo08;

/*
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) {
        Zi zi = new Zi();
    }

}

代码执行后的结果

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关键字的用法有三种：

在子类的成员方法中，访问父类的成员变量。格式：super.成员变量名
在子类的成员方法中，访问父类的成员方法。格式：super.成员方法名()
在子类的构造方法中，访问父类的构造方法。格式：super(参数列表)

举例：

public class Zi extends Fu {


    public Zi() {
        //访问父类构造方法，根据参数列表访问对应的构造方法
        super();
    }

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

    public void method() {
        super.method(); // 访问父类中的method

    }

}

this关键字用法也有三种：

在本类的成员方法中，访问本类的成员变量。格式：this.成员变量名
在本类的成员方法中，访问本类的另一个成员方法。格式：this.成员方法名()
在本类的构造方法中，访问本类的另一个构造方法。格式：this（参数列表）

在第三种用法当中要注意：

this(...)调用也必须是构造方法的第一个语句，唯一一个。
super和this两种构造调用，不能同时使用。

举例：

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
    }

    public Zi(int n) {

    }

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

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

    public void methodB() {
        //在本类的成员方法中，访问本类的另一个成员方法。
        this.methodA();
        System.out.println("BBB");
    }

}

继承的特点

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
 class C extends A，B... //error

2. Java支持多层继承(继承体系)。

class A{}
class B extends A{}
class C extends B{}

3. 子类和父类是一种相对的概念。顶层父类是Object类。所有的类默认继承Object，作为父类。

抽象类

由来

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。

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

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：

抽象的使用

如何使用抽象类和抽象方法：

不能直接创建new抽象类对象。
必须用一个子类来继承抽象父类。
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。
创建子类对象进行使用。

举例： 定义抽象类

public abstract class Animal {

    // 这是一个抽象方法，但是具体有什么功能（大括号的内容）不确定。
    public abstract void eat();
    
}

定义实现类

package demo11;


public class Cat extends Animal {

    @Override
    public void eat() {
        System.out.println("猫吃鱼");
    }

}

定义测试类

package demo11;


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
        //创建实现类对象
        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。

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。

2. 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。

3. 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。

4. 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。

继承的综合案例

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：

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。
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

案例分析

根据描述分析，得出如下继承体系：

代码实现

定义用户类

package demo12;


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

package demo12;


import java.util.ArrayList;

// 群主的类
public class Manager extends User {

    public Manager() {
    }

    public Manager(String name, int money) {
        super(name, money);
    }

    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<>();

        // 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;
    }
}

定义群员类

package demo12;


import java.util.ArrayList;
import java.util.Random;

// 普通成员
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抽取一个，给我自己。
        // 随机获取一个集合当中的索引编号
        int index = new Random().nextInt(list.size());
        // 根据索引，从集合当中删除，并且得到被删除的红包，给我自己
        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

package demo12;


import java.util.ArrayList;

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();
        one.show();
        two.show();
        three.show();
        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);

        manager.show();
        // 6、6、8，随机分给三个人
        one.show();
        two.show();
        three.show();
    }

}

代码执行后的结果

码农公寓

继承

由来

定义

好处

继承的格式

继承中成员变量的访问特点

区分子类方法中重名的三种变量

继承中成员方法的访问特点

成员方法重名——重写(Override)

重写的应用

继承关系中构造方法的特点

super和this的含义

super

this

super关键字的用法有三种：

this关键字用法也有三种：

继承的特点

抽象类

由来

定义

abstract使用格式

抽象类

抽象的使用

注意事项

继承的综合案例

综合案例：群主发普通红包

案例分析

代码实现

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