Java之继承、抽象类、接口篇

一、继承（extends）

什么是继承？

继承是对现实生活中的"分类"概念的一种模拟。

狮子拥有动物的一切基本特性，但同时又拥有自己的独特的特性，这就是"继承"关系的重要特性：通常简称为"IS_A"关系，UML类图可以这么表示：

继承的语法

class 子类名 extends 父类名 {

    ……

}

注意：

父类（parent class）和超类（super class）：通常指直接上级；

    基类（base class）：通常指包括直接上级在内的"上级的上级"；

例如：

子类自动拥有父类声明为public和protected的成员，这就是继承特性的体现之一。

继承条件下类的访问权限：

public:外界可自由访问

private:外界不可访问

protected:同一包中的子类都可以访问，另一包中的子类（派生于同一个父类）也可以访问

default:如果不指明任何权限，则默认同一包中的类可以访问

继承条件下的构造方法调用

首先，看这段代码有什么发现？

 1 class Grandparent {
 2 
 3     public Grandparent() {
 4         System.out.println("GrandParent Created.");
 5     }
 6 
 7     public Grandparent(String string) {
 8         System.out.println("GrandParent Created.String:" + string);
 9     }
10 }
11 
12 class Parent extends Grandparent {
13 
14     public Parent() {
15         //super("Hello.Grandparent.");
16         System.out.println("Parent Created");
17        // super("Hello.Grandparent.");
18     }
19 }
20 
21 class Child extends Parent {
22 
23     public Child() {
24         System.out.println("Child Created");
25     }
26 }
27 
28 public class TestInherits {
29 
30     public static void main(String args[]) {
31         Child c = new Child();
32     }
33 }

观察输出，可以得出以下结论：

    1).在继承父类的时候默认调用父类的无参构造函数，如果父类里面并没有无参的构造函数，那么这里子类的无参构造函数就会报错，如果想要调用有参构造函数的话就要用到super了，显示调用GrandParent的含参构造函数，而且必须将super()放在子类构造函数里第一行。

    2).在初始化子类之前显示初始化父类，爸爸出来才有儿子，没有爸爸儿子不可能出来哈。

    3).在子类中调用父类的属性，super. 和 this. 的形式区分于父类、子类的成员。

不允许继承的类

final class 类名 {

}

1)以final声明的方法不允许覆盖。

2)以final声明的变量不允许更改。

3)利用final,可以设计出一种特殊的"只读"的"不可变类"。

"不可变类"？

    创建"不可变的类"的对象后，此对象的属性不可改，而且也无法从此类派生出新子类。String就是一个典型的例子。

用处：可以方便和安全地用于多线程环境中；

         访问它们可以不用加锁，因而能提供较高的性能。

实例：Address.java

 1 public final class Address
 2 {
 3     private final String detail;
 4     private final String postCode;
 5 
 6     //在构造方法里初始化两个实例属性
 7     public Address()
 8     {
 9         this.detail = "";
10         this.postCode = "";
11 
12     }
13     public Address(String detail , String postCode)
14     {
15         this.detail = detail;
16         this.postCode = postCode;
17     }
18     //仅为两个实例属性提供getter方法
19     public String getDetail()
20     {
21          return this.detail;
22     }
23 
24     public String getPostCode()
25     {
26          return this.postCode;
27     }
28     //重写equals方法，判断两个对象是否相等。
29     public boolean equals(Object obj)
30     {
31         if (obj instanceof Address)
32         {
33             Address ad = (Address)obj;
34             if (this.getDetail().equals(ad.getDetail()) && this.getPostCode().equals(ad.getPostCode()))
35             {
36                 return true;
37             }
38         }
39         return false;
40     }
41     public int hashCode()
42     {
43         return detail.hashCode() + postCode.hashCode();
44     }
45 }

子类与父类方法间的关系

子类与弗雷各自定义的方法之间，可以出现以下三种情况：

扩充（Extends）：子类定义的方法父类没有同名。

覆盖/重写（Override）：子类父类定义了完全一样的方法 ------》需要注意覆盖时要遵守的"覆盖原则"，如：静态的方法不允许覆盖等等。

重载（Overloads）：子类有父类的同名方法，但两者的参数类型或参数数目不一样。

顶层基类Object

在Java中，所有的类都派生自Object，此类定义了一下方法：

神奇的"+"号

看这段代码：

注意最后一句，一个子串和一个对象"相加"，得到一下结果：

为什么呢?

Fruit类覆盖了Object类中的toString方法。

结论：

    在"+"运算中，当任何一个对象与一个String对象，连接时，会隐式地调用其toString()方法，默认情况下，此方法返回"类名@+hashCode"。为了返回有意义的信息，子类可以重写toString()方法。

Java"方法覆盖"的语法规则

1. 覆盖方法的允许范围不能小于原方法。
2. 覆盖方法所抛出的异常不能比原方法更多。
3. 声明为final方法不允许覆盖。
   1. 例如，Object的getClass()方法不能覆盖。
4. 不能覆盖静态方法。

二、抽象（abstract）和接口（interface）

抽象类和抽象方法

1. 有abstract修饰的类称为"抽象类"，它只定义了什么方法应该存在，不能创建对象，必须派生出一个子类，并在子类中实现其未实现的方法之后，才能使用new关键字创建对象。
2. 在方法前加上abstract就形成抽象方法，只有方法声明，没有实现代码。
   1. 示例：
3. 一个抽象类中可以包含非抽象方法和成员变量。包含抽象方法的类一定是抽象类，但是抽象类中的方法不一定是抽象方法。

抽象类的三种"类型"

1. 直接定义了一个抽象方法
2. 继承了一个抽象父类，但没有完全实现父类包含的抽象方法
3. 实现了一个接口，但没有完全实现此接口所包容的抽象方法。

注意：

1. 从抽象类继承的子类必须实现父类的所有抽象方法，否则，它仍然是抽象类。
2. 抽象类不能创建对象，一般用它来引用子类对象。
   1. 实例：
      1. Person p;
      2. p = new Employee();
   2. 以下模式总是成立的：
      1. 抽象类 抽象类变量 = new 派生自抽象类的具体子类();

面向对象程序设计中，为什么要进入"接口"？

    C++里面的继承是多重继承，但是Java里面只能是单个继承，为了弥补这些，就引入接口的概念。

    如果想继承其他类，就把其他类定义成接口（其实也是特殊的类），关键字interface用来定义接口，关键字implements用于接口继承，接口可以继承多个，因此可以用接口实现多重继承。

Java中"接口"的语法特性

1. 定义一个接口，采用关键字interface，实现一个接口，采用关键字implements，继承一个或多个接口，多个接口之间用"逗号"连接。
2. 接口的成员函数自动成为public的，数据成员自动成为static和final的。
3. 如果接口不声明为public的，则自动变为package。
4. 一个类可以同时实现多个接口。

接口的使用

接口类型 接口类型的变量 = new 实现了借口的具体类型();

接口的扩充

可以通过继承接口扩充已有接口，并形成一个新的接口。

示例：

实现子接口的类，必须实现"父""子"接口所定义的所有方法，才能被实例化（即new出一个对象）。

利用接口定义常量

1. 只要一个类声明实现了这个接口，就可以直接使用这些常量名。
2. 在实际开发中，这种编程方式非常常见。
3. 注意：定义在接口中的常量必须被初始化。

接口与抽象类的区别

1. 抽象类是一个不完全的类，而接口只是表明类应该具有哪些"外部"特征，不涉及任何实现细节。
2. 接口基本上不具备继承的任何具体特点，它仅仅承诺了外界能够调用的方法。
3. 一个类一次可以实现若干个接口，但一个类只能继承一个父类。