Java 繼承

三、繼承

繼承的概念

繼承是java物件導向程式設計技術的一塊基石，因爲它允許建立分等級層次的類。

繼承就是子類繼承父類別的特徵和行爲，使得子類物件（範例）具有父類別的範例域和方法，或子類從父類別繼承方法，使得子類具有父類別相同的行爲。

生活中的繼承：

兔子和羊屬於食草動物類，獅子和豹屬於食肉動物類。

食草動物和食肉動物又是屬於動物類。

所以繼承需要符合的關係是：is-a，父類別更通用，子類更具體。

雖然食草動物和食肉動物都是屬於動物，但是兩者的屬性和行爲上有差別，所以子類會具有父類別的一般特性也會具有自身的特性。

類的繼承格式

在 Java 中通過 extends 關鍵字可以申明一個類是從另外一個類繼承而來的，一般形式如下：

類的繼承格式

class 父類別 { } class 子類 extends 父類別 { }

爲什麼需要繼承

接下來我們通過範例來說明這個需求。

開發動物類，其中動物分別爲企鵝以及老鼠，要求如下：

• 企鵝：屬性（姓名，id），方法（吃，睡，自我介紹）
• 老鼠：屬性（姓名，id），方法（吃，睡，自我介紹）

企鵝類：

public class Penguin { 
    private String name; 
    private int id; 
    public Penguin(String myName, int  myid) { 
        name = myName; 
        id = myid; 
    } 
    public void eat(){ 
        System.out.println(name+"正在吃"); 
    }
    public void sleep(){
        System.out.println(name+"正在睡");
    }
    public void introduction() { 
        System.out.println("大家好！我是"         + id + "號" + name + "."); 
    } 
}

老鼠類：

public class Mouse { 
    private String name; 
    private int id; 
    public Mouse(String myName, int  myid) { 
        name = myName; 
        id = myid; 
    } 
    public void eat(){ 
        System.out.println(name+"正在吃"); 
    }
    public void sleep(){
        System.out.println(name+"正在睡");
    }
    public void introduction() { 
        System.out.println("大家好！我是"         + id + "號" + name + "."); 
    } 
}

從這兩段程式碼可以看出來，程式碼存在重複了，導致後果就是程式碼量大且臃腫，而且維護性不高(維護性主要是後期需要修改的時候，就需要修改很多的程式碼，容易出錯)，所以要從根本上解決這兩段程式碼的問題，就需要繼承，將兩段程式碼中相同的部分提取出來組成 一個父類別：

公共父類別：

public class Animal { 
    private String name;  
    private int id; 
    public Animal(String myName, int myid) { 
        name = myName; 
        id = myid;
    } 
    public void eat(){ 
        System.out.println(name+"正在吃"); 
    }
    public void sleep(){
        System.out.println(name+"正在睡");
    }
    public void introduction() { 
        System.out.println("大家好！我是"         + id + "號" + name + "."); 
    } 
}

這個Animal類就可以作爲一個父類別，然後企鵝類和老鼠類繼承這個類之後，就具有父類別當中的屬性和方法，子類就不會存在重複的程式碼，維護性也提高，程式碼也更加簡潔，提高程式碼的複用性（複用性主要是可以多次使用，不用再多次寫同樣的程式碼） 繼承之後的程式碼：

企鵝類：

public class Penguin extends Animal { 
    public Penguin(String myName, int myid) { 
        super(myName, myid); 
    } 
}

老鼠類：

public class Mouse extends Animal { 
    public Mouse(String myName, int myid) { 
        super(myName, myid); 
    } 
}

繼承的特性

• 子類擁有父類別非 private 的屬性、方法。
• 子類可以擁有自己的屬性和方法，即子類可以對父類別進行擴充套件。
• 子類可以用自己的方式實現父類別的方法。
• Java 的繼承是單繼承，但是可以多重繼承，單繼承就是一個子類只能繼承一個父類別，多重繼承就是，例如 A 類繼承 B 類，B 類繼承 C 類，所以按照關係就是 C 類是 B 類的父類別，B 類是 A 類的父類別，這是 Java 繼承區別於 C++ 繼承的一個特性。
• 提高了類之間的耦合性（繼承的缺點，耦合度高就會造成程式碼之間的聯繫越緊密，程式碼獨立性越差）。

繼承關鍵字

繼承可以使用 extends 和 implements 這兩個關鍵字來實現繼承，而且所有的類都是繼承於 java.lang.Object，當一個類沒有繼承的兩個關鍵字，則預設繼承object（這個類在 java.lang 包中，所以不需要 import）祖先類。

extends關鍵字

在 Java 中，類的繼承是單一繼承，也就是說，一個子類只能擁有一個父類別，所以 extends 只能繼承一個類。

public class Animal {     
    private String name;      
    private int id;   
    
    public Animal(String myName, String myid) { 
        //初始化屬性值 
    }    
    
    public void eat() {        
        //吃東西方法的具體實現
    }     
    
    public void sleep() { 
        //睡覺方法的具體實現 
    }
}  

public class Penguin  extends  Animal{
}

implements關鍵字

使用 implements 關鍵字可以變相的使java具有多繼承的特性，使用範圍爲類繼承介面的情況，可以同時繼承多個介面（介面跟介面之間採用逗號分隔）。

public interface A {
    public void eat();
    public void sleep();
}
 
public interface B {
    public void show();
}
 
public class C implements A,B {
}

super 與 this 關鍵字

super關鍵字：我們可以通過super關鍵字來實現對父類別成員的存取，用來參照當前物件的父類別。

this關鍵字：指向自己的參照。

範例

class Animal {
  void eat() {
    System.out.println("animal : eat");
  }
}
 
class Dog extends Animal {
  void eat() {
    System.out.println("dog : eat");
  }
  void eatTest() {
    this.eat();   // this 呼叫自己的方法
    super.eat();  // super 呼叫父類別方法
  }
}
 
public class Test {
  public static void main(String[] args) {
    Animal a = new Animal();
    a.eat();
    Dog d = new Dog();
    d.eatTest();
  }
}

輸出結果爲：

animal : eat
dog : eat
animal : eat

final關鍵字

final 關鍵字宣告類可以把類定義爲不能繼承的，即最終類；或者用於修飾方法，該方法不能被子類重寫：

• 宣告類：

  final class 類名 {//類體}
  

• 宣告方法：

  修飾符(public/private/default/protected) final 返回值型別 方法名(){//方法體}
  

注:範例變數也可以被定義爲 final，被定義爲 final 的變數不能被修改。被宣告爲 final 類的方法自動地宣告爲 final，但是範例變數並不是 final

構造器

子類是不繼承父類別的構造器（構造方法或者建構函式）的，它只是呼叫（隱式或顯式）。如果父類別的構造器帶有參數，則必須在子類的構造器中顯式地通過 super 關鍵字呼叫父類別的構造器並配以適當的參數列表。

如果父類別構造器沒有參數，則在子類的構造器中不需要使用 super 關鍵字呼叫父類別構造器，系統會自動呼叫父類別的無參構造器。

範例

class SuperClass {
  private int n;
  SuperClass(){
    System.out.println("SuperClass()");
  }
  SuperClass(int n) {
    System.out.println("SuperClass(int n)");
    this.n = n;
  }
}
// SubClass 類繼承
class SubClass extends SuperClass{
  private int n;
  
  SubClass(){ // 自動呼叫父類別的無參數構造器
    System.out.println("SubClass");
  }  
  
  public SubClass(int n){ 
    super(300);  // 呼叫父類別中帶有參數的構造器
    System.out.println("SubClass(int n):"+n);
    this.n = n;
  }
}
// SubClass2 類繼承
class SubClass2 extends SuperClass{
  private int n;
  
  SubClass2(){
    super(300);  // 呼叫父類別中帶有參數的構造器
    System.out.println("SubClass2");
  }  
  
  public SubClass2(int n){ // 自動呼叫父類別的無參數構造器
    System.out.println("SubClass2(int n):"+n);
    this.n = n;
  }
}
public class TestSuperSub{
  public static void main (String args[]){
    System.out.println("------SubClass 類繼承------");
    SubClass sc1 = new SubClass();
    SubClass sc2 = new SubClass(100); 
    System.out.println("------SubClass2 類繼承------");
    SubClass2 sc3 = new SubClass2();
    SubClass2 sc4 = new SubClass2(200); 
  }
}

輸出結果爲：

------SubClass 類繼承------
SuperClass()
SubClass
SuperClass(int n)
SubClass(int n):100
------SubClass2 類繼承------
SuperClass(int n)
SubClass2
SuperClass()
SubClass2(int n):200