Java继承

继承是面向对象编程中非常强大的一种机制,它首先可以复用代码,Java使用extends关键字来实现继承:

class Person {
    private String name;
    private int age;
...
}
class Student extends Person {
    // 不要重复name和age字段/方法,
    // 只需要定义新增score字段/方法:
    private int score;

    public int getScore() { … }
    public void setScore(int score) { … }
}

在OOP的术语中,我们把Person称为超类(super class),父类(parent class),基类(base class),把Student称为子类(subclass),扩展类(extended class)。
继承树
Java只允许一个class继承自一个类,因此,一个类有且仅有一个父类。只有Object特殊,它没有父类。注意到我们在定义Person的时候,没有写extends。在Java中,没有明确写extends的类,编译器会自动加上extends Object。所以,任何类,除了Object,都会继承自某个类。下图是Person、Student的继承树:

Java继承

protected
继承有个特点,就是子类无法访问父类的private字段或者private方法。例如,Student类就无法访问Person类的name和age字段:
class Person {

private String name;
private int age;

}
class Student extends Person {

public String hello() {
    return "Hello, " + name; // 编译错误:无法访问name字段
}

}

这使得继承的作用被削弱了。为了让子类可以访问父类的字段,我们需要把private改为protected。用protected修饰的字段可以被子类访问:
class Person {

protected String name;
protected int age;

}

class Student extends Person {

public String hello() {
    return "Hello, " + name; // OK!
}

}

因此,protected关键字可以把字段和方法的访问权限控制在继承树内部,一个protected字段和方法可以被其子类,以及子类的子类所访问
super
super关键字表示父类(超类)。子类引用父类的字段时,可以用super.fieldName。例如:
class Student extends Person {

public String hello() {
    return "Hello, " + super.name;
}

}

实际上,这里使用super.name,或者this.name,或者name,效果都是一样的。编译器会自动定位到父类的name字段。
但是,在某些时候,就必须使用super。我们来看一个例子:
// super
public class Main {

public static void main(String[] args) {
    Student s = new Student("Xiao Ming", 12, 89);
}

}

class Person {

protected String name;
protected int age;

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

}

class Student extends Person {

protected int score;

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

}
上面的代码,会得到一个编译错误,大意是在Student的构造方法中,无法调用Person的构造方法。
这是因为在Java中,任何class的构造方法,第一行语句必须是调用父类的构造方法。如果没有明确地调用父类的构造方法,编译器会帮我们自动加一句super();,所以,Student类的构造方法实际上是这样:
class Student extends Person {

protected int score;

public Student(String name, int age, int score) {
    super(); // 自动调用父类的构造方法
    this.score = score;
}

}

但是,Person类并没有无参数的构造方法,因此,编译失败。
解决方法是调用Person类存在的某个构造方法。例如:
class Student extends Person {

protected int score;

public Student(String name, int age, int score) {
    super(name, age); // 调用父类的构造方法Person(String, int)
    this.score = score;
}

}

这样就可以正常编译了!
因此我们得出结论:如果父类没有默认的构造方法,子类就必须显式调用super()并给出参数以便让编译器定位到父类的一个合适的构造方法。
这里还顺带引出了另一个问题:即子类不会继承任何父类的构造方法。子类默认的构造方法是编译器自动生成的,不是继承的。

区分继承和组合
在使用继承时,我们要注意逻辑一致性。
考察下面的Book类:
class Book {

protected String name;
public String getName() {...}
public void setName(String name) {...}

}

这个Book类也有name字段,那么,我们能不能让Student继承自Book呢?
class Student extends Book {

protected int score;

}

显然,从逻辑上讲,这是不合理的,Student不应该从Book继承,而应该从Person继承。
究其原因,是因为Student是Person的一种,它们是is关系,而Student并不是Book。实际上Student和Book的关系是has关系。
具有has关系不应该使用继承,而是使用组合,即Student可以持有一个Book实例:
class Student extends Person {

protected Book book;
protected int score;

}

因此,继承是is关系,组合是has关系。

上一篇:电脑实用的软件及工具


下一篇:Scala语言入门一(初识)