Java类的继承:Java简单的继承及单继承和多继承的区别
继承是代码复用的一种形式,即在具有包含关系的类中,从属类继承主类的全部属性和方法,从而减少了代码冗余,提高了程序运行效率。例如,一个矩形(Rectangle类)属于四边形(Quadrilateral),正方形、平行四边形和梯形同样都属于四边形。从类的角度来解释,可以说成 Rectangle 类是从 Quadrilateral 类继承而来的,其中 Quadrilateral 类是基类,Rectangle 类是派生类。
注意:类的继承并不改变类成员的访问权限。也就是说,如果父类的成员是公有的、被保护的或默认的,它的子类仍具有相应的这些特性。
类继承的定义格式如下:
其中,class_name 表示子类(派生类)的名称;extend_class 表示父类(基类)的名称;extends 关键字直接跟在子类名之后,其后面是该类要继承的父类名称。例如:
(1) 创建人类 People,并定义 name、age、sex、sn 属性,代码如下:
如上述代码,在 People 类中包含 4 个公有属性、一个构造方法和一个 toString() 方法。
(2) 创建 People 类的子类 Student 类,并定义 stuNo 和 department 属性,代码如下:
由于 Student 类继承自 People 类,因此,在 Student 类中同样具有 People 类的属性和方法,这里重写了父类中的 toString() 方法。
注意:如果在父类中存在有参的构造方法而并没有重载无参的构造方法,那么在子类中必须含有有参的构造方法,因为如果在子类中不含有构造方法,默认会调用父类中无参的构造方法,而在父类中并没有无参的构造方法,因此会出错。
(3) 创建 People 类的另一个子类 Teacher,并定义 tYear 和 tDept 属性,代码如下:
Teacher 类与 Student 类相似,同样重写了父类中的 toString() 方法。
(4) 编写测试类 PeopleTest,在该类中创建 People 类的不同对象,分别调用它们的 toString() 方法,输出不同的信息。具体的代码如下:
运行程序,输出的结果如下:
尽管一个类只能有一个直接的父类,但是它可以有多个间接的父类。例如,Student 类继承 Person 类,Person 类继承 Person1 类,Person1 类继承 Person2 类,那么 Person1 和 Person2 类是 Student 类的间接父类。图 1 展示了单继承的关系。
图1 图形类之间的关系
从图 1 中可以看出,三角形、四边形和五边形的直接父类是多边形类,它们的间接父类是图形类。图形类、多边形类和三角形、四边形、五边形类形成了一个继承的分支。在这个分支上,位于下层的子类会继承上层所有直接或间接父类的属性和方法。如果两个类不在同一个继承树分支上,就不会存在继承关系,例如多边形类和直线。
提示:间接的继承关系就是分别继承、实现,例如:class Graph extends Polygon{…}、class Trigon extends Graph{…}。如果类声明头部没有定义任何 extends 子句,则该类隐含地继承自 java.lang.Object 类。
简单继承
Java 中类的继承是通过扩展其他类而形成新类来实现的,原来的类称为父类(super class)或基类,新类称为原来类的子类或派生类。在子类中,不仅包含父类的属性和方法,还可以增加新的属性和方法,使得父类的基本特征可被所有子类的对象共享。注意:类的继承并不改变类成员的访问权限。也就是说,如果父类的成员是公有的、被保护的或默认的,它的子类仍具有相应的这些特性。
类继承的定义格式如下:
class class_name extends extend_class { //类的主体 }
其中,class_name 表示子类(派生类)的名称;extend_class 表示父类(基类)的名称;extends 关键字直接跟在子类名之后,其后面是该类要继承的父类名称。例如:
public class Student extends Person{}
例 1
教师类和学生类可以由人类派生,他们具有共同的属性:姓名、年龄、性别、身份证号,而学生还具有学生号和所学专业两个属性,教师还具有教龄和所教专业两个属性。下面编写 Java 程序代码,使教师类和学生类都继承于人类,具体的实现步骤如下。(1) 创建人类 People,并定义 name、age、sex、sn 属性,代码如下:
public class People { public String name; //姓名 public int age; //年龄 public String sex; //性别 public String sn; //身份证号 public People(String name,int age,String sex,String sn) { this.name=name; this.age=age; this.sex=sex; this.sn=sn; } public String toString() { return"姓名:"+name+"\n年龄:"+age+"\n性别:"+sex+"\n身份证号:"+sn; } }
如上述代码,在 People 类中包含 4 个公有属性、一个构造方法和一个 toString() 方法。
(2) 创建 People 类的子类 Student 类,并定义 stuNo 和 department 属性,代码如下:
public class Student extends People { private String stuNo; //学号 private String department; //所学专业 public Student(String name,int age,String sex,String sn,String stuno,String department) { super(name,age,sex,sn); //调用父类中的构造方法 this.stuNo=stuno; this.department=department; } public String toString() { return"姓名:"+name+"\n年龄:"+age+"\n性别:"+sex+"\n身份证号:"+sn+"\n学号:"+stuNo+"\n所学专业:"+department; } }
由于 Student 类继承自 People 类,因此,在 Student 类中同样具有 People 类的属性和方法,这里重写了父类中的 toString() 方法。
注意:如果在父类中存在有参的构造方法而并没有重载无参的构造方法,那么在子类中必须含有有参的构造方法,因为如果在子类中不含有构造方法,默认会调用父类中无参的构造方法,而在父类中并没有无参的构造方法,因此会出错。
(3) 创建 People 类的另一个子类 Teacher,并定义 tYear 和 tDept 属性,代码如下:
public class Teacher extends People { private int tYear; //教龄 private String tDept; //所教专业 public Teacher(String name,int age,String sex,String sn,int tYear,String tDept) { super(name,age,sex,sn); //调用父类中的构造方法 this.tYear=tYear; this.tDept=tDept; } public String toString() { return"姓名:"+name+"\n年龄:"+age+"\n性别:"+sex+"\n身份证号:"+sn+"\n教龄:"+tYear+"\n所教专业:"+tDept; } }
Teacher 类与 Student 类相似,同样重写了父类中的 toString() 方法。
(4) 编写测试类 PeopleTest,在该类中创建 People 类的不同对象,分别调用它们的 toString() 方法,输出不同的信息。具体的代码如下:
public class PeopleTest { public static void main(String[] args) { //创建Student类对象 People stuPeople=new Student("王丽丽",23,"女","410521198902145589","00001","计算机应用与技术"); System.out.println("----------------学生信息---------------------"); System.out.println(stuPeople); //创建Teacher类对象 People teaPeople=new Teacher("张文",30,"男","410521198203128847",5,"计算机应用与技术"); System.out.println("----------------教师信息----------------------"); System.out.println(teaPeople); } }
运行程序,输出的结果如下:
----------------学生信息--------------------- 姓名:王丽丽 年龄:23 性别:女 身份证号:410521198902145589 学号:00001 所学专业:计算机应用与技术 ----------------教师信息---------------------- 姓名:张文 年龄:30 性别:男 身份证号:410521198203128847 教龄:5 所教专业:计算机应用与技术
单继承
Java 不支持多继承,只允许一个类直接继承另一个类,即子类只能有一个父类,extends 关键字后面只能有一个类名。例如,如下代码会导致编译错误:class Student extends Person,Person1,Person2{…} class Student extends Person,extends Person1,extends Person2{…}
尽管一个类只能有一个直接的父类,但是它可以有多个间接的父类。例如,Student 类继承 Person 类,Person 类继承 Person1 类,Person1 类继承 Person2 类,那么 Person1 和 Person2 类是 Student 类的间接父类。图 1 展示了单继承的关系。
图1 图形类之间的关系
从图 1 中可以看出,三角形、四边形和五边形的直接父类是多边形类,它们的间接父类是图形类。图形类、多边形类和三角形、四边形、五边形类形成了一个继承的分支。在这个分支上,位于下层的子类会继承上层所有直接或间接父类的属性和方法。如果两个类不在同一个继承树分支上,就不会存在继承关系,例如多边形类和直线。
提示:间接的继承关系就是分别继承、实现,例如:class Graph extends Polygon{…}、class Trigon extends Graph{…}。如果类声明头部没有定义任何 extends 子句,则该类隐含地继承自 java.lang.Object 类。
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