【Java学习笔记】继承和多态

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Java学习笔记之继承和多态

一、简介

        面向对象的三大特征就是封装、继承和多态。本篇博文主要介绍后两者，即继承和多态。内容主要有：

        1、继承的定义以及使用

        2、继承的程序实例

        3、多态的定义以及实现

        4、多态程序实例

二、继承

        2.1什么是继承

        继承是使用已存在的类作为基础来建立新类，可以理解为一个对象从另一个对象获取属性的过程。在Java中，类的继承是单继承，即一个子类只能拥有一个父类。比如，类A继承自类B，我们可以把B类称作A类的父类，A类称为B类的子类，与此同时，类A则不能再有其他父类(单继承)。

       2.2继承是用来做什么的

       从上面的定义可以看出来，继承是使用已存在的类作为基础来建立新类，既然有基础，那当然比从0开始重新建立一个类要高效，所以：

       1、继承可以提高代码的复用性，减少代码冗余

       2、继承是树形结构，这可以很清晰的体现出类的层次关系

       3、继承是实现多态的前提

下面举一个例子：

//定义一个鸟类public class Bird {public static void main(String[] args) {Waterfowl w = new Waterfowl();w.Fly();//继承父类飞行技能w.Sleep();//继承父类睡眠技能w.Swimming();//自己独特的技能}//飞行public void Fly(){System.out.println("鸟类会飞！");}//觅食public void Eat(){System.out.println("鸟会觅食！");}//睡觉public void Sleep(){System.out.println("鸟会睡觉！");}}//水鸟，继承自鸟类class Waterfowl extends Bird{public void Swimming(){System.out.println("水鸟会游泳！");}}

程序输出：

       鸟类会飞！
       鸟会睡觉！
       水鸟会游泳！
虽然水鸟类Waterfowl类实体内并没有定义飞行以及睡觉等方法，但是因为它与父类Bird的继承关系，所以父类的公用方法子类就可以公用，这样子类Waterfowl就不用再写代码去实现飞行和睡觉等功能了，代码的冗余度就会降低。那么，如果子类要重新定义飞行功能呢，那么就用到多态的。

三、多态

        3.1什么是多态

        多态是允许程序不同类的对象，对同一消息做出响应。可以理解为，程序发出指令后，类对象(函数)可以有多种不同的响应方式(返回结果)。

3.2如何实现多态

        1、同一个类中，对方法进行重载

        2、继承父类，对父类的子方法进行重写

下面是小例子：

//同一个类中，对方法Add重载public class ExampleDemo {public static void main(String[] args) {Add(1,2);Add(1.5,2.5);Add(1.5,1);Add(2,3.5);Add("hello",9573);Add(9573,"ABC");}public static void Add(int a,int b){System.out.println("整数运算："+a+"+"+b+" = "+(a+b));}public static void Add(double a, double b){System.out.println("小数运算："+a+"+"+b+" = "+(a+b));}public static void Add(double a, int b){System.out.println("混合运算："+a+"+"+b+" = "+(a+b));}public static void Add(int a, double b){System.out.println("混合运算："+a+"+"+b+" = "+(a+b));}public static void Add(String a, int b){System.out.println("字符与数字连接："+a+"+"+b+" = "+a+b);}public  void Add(int a, String b){System.out.println("字符与数字连接："+a+"+"+b+" = "+a+b);}}

运行结果：

       整数运算：1+2 = 3
       小数运算：1.5+2.5 = 4.0
       混合运算：1.5+1 = 2.5
       混合运算：2+3.5 = 5.5
       字符与数字连接：hello+9573 = hello9573
       字符与数字连接：9573+ABC = 9573ABC

可以看到，对方法Add发送相同的消息，即都是进行加法运算，但程序都能给出相应不同结果。

第二个例子：

//子类A继承父类ExampleDemo，重写Add方法class A extends ExampleDemo{//当字符与数字混合运算时，将字符串反转后与数字连接再打印public static void Add(int a,String b){StringBuffer sb = new StringBuffer();sb.append(b);System.out.println(b+"反转后"+sb.reverse());System.out.println(a+"+"+b+" = "+a+sb.toString());}public static void Add(String a, int b){StringBuffer sb = new StringBuffer();sb.append(a);System.out.println(a+"反转后"+sb.reverse());System.out.println(a+"+"+b+" = "+sb.toString()+b);}}//子类B继承父类ExampleDemo，重写Add方法class B extends ExampleDemo{//当字符与数字混合运算时，将数字反转后与字符串连接再打印public static void Add(int a,String b){StringBuffer sb = new StringBuffer();sb.append(a);System.out.println(a+"反转后"+sb.reverse());System.out.println(a+"+"+b+" = "+sb.toString()+b);}public static void Add(String a, int b){StringBuffer sb = new StringBuffer();sb.append(b);System.out.println(b+"反转后"+sb.reverse());System.out.println(a+"+"+b+" = "+a+sb.toString());}}public static void main(String[] args) {ExampleDemo E = new ExampleDemo();ExampleDemo eA = new A();ExampleDemo eB = new B();A a = new A();B b = new B();E.Add("hello",9573);//1eA.Add("hello",9573);//2eB.Add("hello",9573);//3a.Add("hello",1234);//4a.Add(1.2, 2.8);//5b.Add("hello",1234);//6b.Add(1, 3.5);//7}

运行输出：

去掉父类方法Add的Static关键字后：

public class ExampleDemo {public static void main(String[] args) {ExampleDemo E = new ExampleDemo();ExampleDemo eA = new A();ExampleDemo eB = new B();A a = new A();B b = new B();E.Add("hello",9573);//1eA.Add("hello",9573);//2eB.Add("hello",9573);//3a.Add("hello",1234);//4a.Add(1.2, 2.8);//5b.Add("hello",1234);//6b.Add(1, 3.5);//7}public void Add(int a,int b){System.out.println("整数运算："+a+"+"+b+" = "+(a+b));}public void Add(double a, double b){System.out.println("小数运算："+a+"+"+b+" = "+(a+b));}public void Add(double a, int b){System.out.println("混合运算："+a+"+"+b+" = "+(a+b));}public void Add(int a, double b){System.out.println("混合运算："+a+"+"+b+" = "+(a+b));}public void Add(String a, int b){System.out.println("字符与数字连接："+a+"+"+b+" = "+a+b);}public void Add(int a, String b){System.out.println("字符与数字连接："+a+"+"+b+" = "+a+b);}}//子类A继承父类ExampleDemo，重写Add方法class A extends ExampleDemo{//当字符与数字混合运算时，将字符串反转后与数字连接再打印public void Add(int a,String b){StringBuffer sb = new StringBuffer();sb.append(b);System.out.println(b+"反转后"+sb.reverse());System.out.println(a+"+"+b+" = "+a+sb.toString());}public void Add(String a, int b){StringBuffer sb = new StringBuffer();sb.append(a);System.out.println(a+"反转后"+sb.reverse());System.out.println(a+"+"+b+" = "+sb.toString()+b);}}//子类B继承父类ExampleDemo，重写Add方法class B extends ExampleDemo{//当字符与数字混合运算时，将数字反转后与字符串连接再打印public void Add(int a,String b){StringBuffer sb = new StringBuffer();sb.append(a);System.out.println(a+"反转后"+sb.reverse());System.out.println(a+"+"+b+" = "+sb.toString()+b);}public void Add(String a, int b){StringBuffer sb = new StringBuffer();sb.append(b);System.out.println(b+"反转后"+sb.reverse());System.out.println(a+"+"+b+" = "+a+sb.toString());}}

运行结果：

关于重载和重写的区别：

       1、重载要求方法在参数的个数，顺序，类型上至少有一个不同。重写则必须遵照父类的方法参数，不能做更改。

       2、重载时类内部之间的关系，重写是类与类的关系。重写则必须有继承关系，而且，不能扩大父类方法的范围，比如父类的方法时私有的(Private)，子类重写的时候，不能将方法改为公用的(Public)或者保护的(Protected)。如果父类的方法抛出异常，则子类不能比父类抛出更多的异常。简而言之，重写只能缩小范围，不能扩大范围。