Java 继承（extends）详解

一、继承问题的引出

继承性是面向对象的第二大主要特征。
下面首先编写两个程序：Person类、Student类。

Person类:

class Person {private String name ;private int age ;public void setName(String name) {this.name = name ;}public void setAge(int age) {this.age = age ;}public String getName() {return this.name ;}public int getAge(){return this.age ;}
}

Student类：

class Student {private String name ;private int age ;private String school ;public void setName(String name) {this.name = name ;}public void setAge(int age) {this.age = age ;}public void setSchool(String school) {this.school = school ;}public String getName() {return this.name ;}public int getAge(){return this.age ;}public String getSchool() {return this.school ;}
}

以上两个程序通过代码的比较可以清楚的发现：代码之中存在了重复，而按照之前所学，这种重复是不可能消除的。

在所有的代码之中，最具有重复意义的就是链表类，针对于每一个简单Java类或者是说其他的任何类，都编写一个链表程序，代码量庞大，而且不方便维护。

二、继承的概念

继承是面向对象最显著的一个特性。继承是从已有的类中派生出新的类，新的类能吸收已有类的数据属性和行为，并能扩展新的能力。

在Java之中，如果要实现继承的关系，可以使用如下的语法：

class 子类 extends 父类 {}

子类又被称为派生类；父类又被称为超类（Super Class）。

观察继承的基本实现：

package com.wz.extendsdemo;class Person {private String name;private int age;public void setName(String name) {this.name = name;}public void setAge(int age) {this.age = age;}public String getName() {return this.name;}public int getAge() {return this.age;}
}class Student extends Person { // Student类继承了Person类
}public class TestDemo {public static void main(String args[]) {Student stu = new Student(); // 实例化的是子类stu.setName("张三"); // Person类定义stu.setAge(20); // Person类定义System.out.println("姓名：" + stu.getName() + "，年龄：" + stu.getAge());}
}

运行结果：

姓名：张三，年龄：20

通过代码可以发现，子类（Student）并没有定义任何的操作，而在主类中所使用的全部操作都是由Person类定义的，这证明：子类即使不扩充父类，也能维持父类的操作。

在子类之中扩充父类的功能：

package com.wz.extendsdemo;class Person {private String name;private int age;public void setName(String name) {this.name = name;}public void setAge(int age) {this.age = age;}public String getName() {return this.name;}public int getAge() {return this.age;}
}class Student extends Person { // Student类继承了Person类private String school; // 子类的属性public void setSchool(String school) {this.school = school;}public String getSchool() {return this.school;}
}public class TestDemo {public static void main(String args[]) {Student stu = new Student(); // 实例化的是子类stu.setName("张三"); // Person类定义stu.setAge(20); // Person类定义stu.setSchool("清华大学"); // Student类扩充方法System.out.println("姓名：" + stu.getName() + "，年龄：" + stu.getAge() + "，学校：" + stu.getSchool());}
}

运行结果:

姓名：张三，年龄：20，学校：清华大学

以上的代码，子类对于父类的功能进行了扩充（扩充了一个属性和两个方法）。但是思考一下：子类从外表看是扩充了父类的功能，但是对于以上的代码，子类还有一个特点：子类实际上是将父类定义的更加的具体化的一种手段。父类表示的范围大，而子类表示的范围小。

三、继承的限制

虽然继承可以进行类功能的扩充，但是其在定义的时候也是会存在若干种限制的。

限制一：一个子类只能够继承一个父类，存在单继承局限。
错误的写法：

class A {}
class B {}
class C extends A,B {}          // 一个子类继承了两个父类

以上操作称为多重继承，实际上以上的做法就是希望一个子类，可以同时继承多个类的功能，但是以上的语法不支持而已，但是可以换种方式完成同样的操作。

正确的写法：

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

C实际上是属于（孙）子类，这样一来就相当于B类继承了A类的全部方法，而C类又继承了A和B类的方法，这种操作称为多层继承。

结论：Java之中只允许多层继承，不允许多重继承，Java存在单继承局限。

限制二：在一个子类继承的时候，实际上会继承父类之中的所有操作（属性、方法），但是需要注意的是，对于所有的非私有（no private）操作属于显式继承（可以直接利用对象操作），而所有的私有操作属于隐式继承（间接完成）。

package com.wz.extendsdemo;class A {private String msg;public void setMsg(String msg) {this.msg = msg;}public String getMsg() {return this.msg;}
}class B extends A {public void print() {//System.out.println(msg); // 错误: msg定义为private，不可见}
}public class TestDemo {public static void main(String args[]) {B b = new B();b.setMsg("张三");System.out.println(b.getMsg());}
}

此时对于A类之中的msg这个私有属性发现无法直接进行访问，但是却发现可以通过setter、getter方法间接的进行操作。

限制三：在继承关系之中，如果要实例化子类对象，会默认先调用父类构造，为父类之中的属性初始化，之后再调用子类构造，为子类之中的属性初始化，即：默认情况下，子类会找到父类之中的无参构造方法。

package com.wz.extendsdemo;class A {public A() {         // 父类无参构造System.out.println("*************************") ;}
}
class B extends A {public B() {         // 子类构造System.out.println("#########################");}
}
public class TestDemo {public static void main(String args[]) {B b = new B() ;   // 实例化子类对象}
}

运行结果:

*************************
#########################

这个时候虽然实例化的是子类对象，但是发现它会默认先执行父类构造，调用父类构造的方法体执行，而后再实例化子类对象，调用子类的构造方法。而这个时候，对于子类的构造而言，就相当于隐含了一个super()的形式:

class B extends A {public B() { // 子类构造super(); // 调用父类构造System.out.println("#########################");}
}

现在默认调用的是无参构造，而如果这个时候父类没有无参构造，则子类必须通过super()调用指定参数的构造方法:

package com.wz.extendsdemo;class A {public A(String msg) { // 父类构造System.out.println("*************************");}
}class B extends A {public B() { // 子类构造super("Hello"); // 调用父类构造System.out.println("#########################");}
}public class TestDemo {public static void main(String args[]) {B b = new B(); // 实例化子类对象}
}

运行结果：

*************************
#########################

在任何的情况下，子类都逃不出父类构造的调用，很明显，super调用父类构造，这个语法和this()很相似：super调用父类构造时，一定要放在构造方法的首行上。

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