Java中繼承圖文詳細介紹

今天小編給大家分享的是Java中繼承的詳細介紹，相信很多人都不太了解，為了讓大家更加了解Java中的繼承，所以給大家總結了以下內容，話不多說，一起往下看吧。

java繼承與合成基本概念

繼承：可以基于已經存在的類構造一個新類。繼承已經存在的類就可以復用這些類的方法和域。在此基礎上，可以添加新的方法和域，從而擴充了類的功能。

合成：在新類里創建原有的對象稱為合成。這種方式可以重復利用現有的代碼而不更改它的形式。

1.繼承的語法

關鍵字extends表明新類派生于一個已經存在的類。已存在的類稱為父類或基類，新類稱為子類或派生類。例如:

class Student extends Person {

}

類Student繼承了Person，Person類稱為父類或基類，Student類稱為子類或派生類。

2.合成的語法

合成比較簡單，就是在一個類中創建一個已經存在的類。

class Student {
    Dog dog;
}

上溯造型

1.基本概念

繼承的作用在于代碼的復用。由于繼承意味著父類的所有方法亦可在子類中使用，所以發給父類的消息亦可發給衍生類。如果Person類中有一個eat方法，那么Student類中也會有這個方法，這意味著Student對象也是Person的一種類型。

class Person {
    public void eat() {
        System.out.println("eat");
    }

    static void show(Person p) {
        p.eat();
    }
}
public class Student extends Person{
    public static void main(String[] args) {
        Student s = new Student();
        Person.show(s);     // ①
    }
}

【運行結果】：
eat

在Person中定義的show方法是用來接收Person句柄的，但是在①處接收的卻是Student對象的引用。這是因為Student對象也是Person對象。在show方法中，傳入的句柄(對象的引用)可以是Person對象以及Person的衍生類對象。這種將Student句柄轉換成Person句柄的行為成為上溯造型。

2.為什么要上溯造型

為什么在調用eat是要有意忽略調用它的對象類型呢？如果讓show方法簡單地獲取Student句柄似乎更加直觀易懂，但是那樣會使衍生自Person類的每一個新類都要實現專屬自己的show方法：

class Value {
    private int count = 1;

    private Value(int count) {
        this.count = count;
    }

    public static final Value
            v1 = new Value(1),
            v2 = new Value(2),
            v3 = new Value(3);
}

class Person {

    public void eat(Value v) {
        System.out.println("Person.eat()");
    }
}

class Teacher extends Person {
    public void eat(Value v) {
        System.out.println("Teacher.eat()");
    }
}

class Student extends Person {
    public void eat(Value v) {
        System.out.println("Student.eat()");
    }
}

public class UpcastingDemo {
    public static void show(Student s) {
        s.eat(Value.v1);
    }

    public static void show(Teacher t) {
        t.eat(Value.v1);
    }

    public static void show(Person p) {
        p.eat(Value.v1);
    }

    public static void main(String[] args) {
        Student s = new Student();
        Teacher t = new Teacher();
        Person p = new Person();
        show(s);
        show(t);
        show(p);
    }
}

這種做法一個很明顯的缺陷就是必須為每一個Person類的衍生類定義與之緊密相關的方法，產生了很多重復的代碼。另一方面，對于如果忘記了方法的重載也不會報錯。上例中的三個show方法完全可以合并為一個：

public static void show(Person p) {
     p.eat(Value.v1);
}

動態綁定

當執行show(s)時,輸出結果是Student.eat()，這確實是希望得到的結果，但是似乎沒有按照我們希望的形式來執行，再來看一下show方法：

public static void show(Person p) {
     p.eat(Value.v1);
}

它接收的是Person句柄，當執行show(s)時，它是如何知道Person句柄指向的是一個Student對象而不是Teacher對象呢？編譯器是無從得知的，這涉及到接下來要說明的綁定問題。

1.方法調用的綁定

將一個方法同一個方法主體連接在一起就稱為綁定(Binding)。若在運行運行前執行綁定，就稱為“早期綁定”。上面的例子中，在只有一個Person句柄的情況下，編譯器不知道具體調用哪個方法。Java實現了一種方法調用機制，可在運行期間判斷對象的類型，然后調用相應的方法，這種在運行期間進行，以對象的類型為基礎的綁定稱為動態綁定。除非一個方法被聲明為final，Java中的所有方法都是動態綁定的。

用一張圖表示上溯造型的繼承關系：

用代碼概括為：

Shape s = new Shape();

按照繼承關系，將創建的Circle對象句柄賦給一個Shape是合法的，因為Circle屬于Shape的一種。

當調用其中一個基礎類方法時：

Shape s = new Shape();

此時，調用的是Circle.draw(),這是由于動態綁定的原因。

class Person {
    void eat() {}
    void speak() {}
}
class Boy extends Person {
    void eat() {
        System.out.println("Boy.eat()");
    }
    void speak() {
        System.out.println("Boy.speak()");
    }
}
class Girl extends Person {
    void eat() {
        System.out.println("Girl.eat()");
    }
    void speak() {
        System.out.println("Girl.speak()");
    }
}
public class Persons {
    public static Person randPerson() {
        switch ((int)(Math.random() * 2)) {
        default:
        case 0:
            return new Boy();
        case 1:
            return new Girl();
        }
    }
    public static void main(String[] args) {
        Person[] p = new Person[4];
        for (int i = 0; i < p.length; i++) {
            p[i] = randPerson();    // 隨機生成Boy或Girl
        }
        for (int i = 0; i < p.length; i++) {
            p[i].eat();
        }
    }
}

對所有從Person衍生出來的類，Person建立了一個通用接口，所有衍生的類都有eat和speak兩種行為。衍生類覆蓋了這些定義，重新定義了這兩種行為。

在主類中，randPerson隨機選擇Person對象的句柄。**上訴造型是在return語句里發生的。**return語句取得一個Boy或Girl的句柄并將其作為Person類型返回，此時并不知道具體是什么類型，只知道是Person對象句柄。

在main方法中調用randPerson方法為數組填入Person對象，但不知具體情況。當調用數組每個元素的eat方法時，動態綁定的作用就是執行對象的重新定義了的方法。

然而，動態綁定是有前提的，綁定的方法必須存在于基類中，否則無法編譯通過。

class Person {
    void eat() {
        System.out.println("Person.eat()");
    }
}
class Boy extends Person {
    void eat() {
        System.out.println("Boy.eat()");
    }
    void speak() {
        System.out.println("Boy.speak()");
    }
}
public class Persons {
    public static void main(String[] args) {
        Person p = new Boy();
        p.eat();
        p.speak();  // The method speak() is undefined for the type Person
    }
}

如果子類中沒有定義覆蓋方法，則會調用父類中的方法：

class Person {
    void eat() {
        System.out.println("Person.eat()");
    }
}
class Boy extends Person {
}
public class Persons {
    public static void main(String[] args) {
        Person p = new Boy();
        p.eat();
    }
}

【運行結果】:
Person.eat()

2.靜態方法的綁定

將上面的方法都加上static關鍵字，變成靜態方法：

class Person {
    static void eat() {
        System.out.println("Person.eat()");
    }
    static void speak() {
        System.out.println("Person.speak()");
    }
}
class Boy extends Person {
    static void eat() {
        System.out.println("Boy.eat()");
    }
    static void speak() {
        System.out.println("Boy.speak()");
    }
}
class Girl extends Person {
    static void eat() {
        System.out.println("Girl.eat()");
    }
    static void speak() {
        System.out.println("Girl.speak()");
    }
}
public class Persons {
    public static Person randPerson() {
        switch ((int)(Math.random() * 2)) {
        default:
        case 0:
            return new Boy();
        case 1:
            return new Girl();
        }
    }
    public static void main(String[] args) {
        Person[] p = new Person[4];
        for (int i = 0; i < p.length; i++) {
            p[i] = randPerson();    // 隨機生成Boy或Girl
        }
        for (int i = 0; i < p.length; i++) {
            p[i].eat();
        }
    }
}

【運行結果】：

Person.eat() 
Person.eat() 
Person.eat() 
Person.eat()

觀察結果，對于靜態方法而言，不管父類引用指向的什么子類對象，調用的都是父類的方法。

以上就是Java中繼承的詳細內容了，看完之后是否有所收獲呢？如果想了解更多相關內容，歡迎關注億速云行業資訊！