第5章 继承.docx
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第5章继承
第5章继承
教学重点与难点
Ø理解继承与复用的概念
Ø理解父类和子类
Ø掌握扩展类编程
Ø理解多态性与动态绑定
Ø掌握如何建立包和接口
5.1继承的概念
继承的思想就是允许在已经存在类的基础上构建新的类。
当继承一个已经存在的类时，就复用（继承）了那个类的方法和字段，同时可以在新类中增添新的方法和字段以适应环境。
继承性是软件复用的一种形式。
新类由已存在的类生成，通过保留它们的属性和行为，并且根据新的要求对性能加以修改，添加新的属性和行为。
继承就是能够直接获得已有的性质和特征，而不必重复定义它们。
例如：
一位面向对象的程序员A，在编程过程中需
要描述和处理个人信息，于是他定义了类Person，
其结构如下：
publicclassPerson{
publicStringname；
publicintage；
publicDatebirthDate；
publicStringgetInfo（）{………}
}
之后，A又遇到了新的需求-----需要描述和处理学生
信息，于是他又定义了一个新的类Student：
publicclassStudent
{
publicStringname；
publicintage；
publicDatebirthDate；
publicStringschool；
publicStringgetInfo（）{…}
}
从上面两个类的定义可以看出，类Student与类
Person结构太接近了，只是相差了一个school属
性，其它所有的内容被重复定义。
如果采用继承机
制，则对于类Student的定义就简单多了。
如下：
publicclassStudentextendsPerson
{
publicStringschool；
}
Student类同样包含Person类中的所有属性和方
法。
在上面的结构中，关键字“extends”标明了要
继承的是那个类。
新类除了继承原有类的属性和方
法外，还可以根据需要添加更多的属性和方法。
新
定义的类称为子类，被继承的已经存在的类称为父
类、超类或基类。
在面向对象系统中，提取公共属性和行为并将其
放在一个父类中，接着用继承性构建子类，这样可
以避免重复定义公共属性和行为。
子类继承了父类
的功能，并根据需要添加功能。
每个子类也可以成
为将来某个子类的父类。
子类从父类继承有两个方
面：
属性的继承、方法的继承。
例如：
Test.java
如果子类只从一个父类继承，则称为单继承；如
果子类从一个以上的父类继承，则称为多继承（多
重继承）。
Java只支持单继承。
继承关系可以传递。
如下图：
A
BCD
EF
上图中的E继承C，而C继承A，因而E也继承了
A，所以E也是A的子类，是间接的子类，C则是A
的直接子类。
子类直接继承的那个类-----直接父类，通过关键
字extends来实现；两级或两级以上的父类-----
间接父类。
5.2扩展类
从一个已存在的类继承或衍生下来的类-------
扩展类。
子类是父类的扩展，除继承父类的属性和方法
外，子类还可以增加父类没有的属性和方法。
子
类比父类具有更多的功能。
1、属性继承与隐藏
例如：
定义经理类，它继承了员工类。
classMangerextendsEmployee
{
publicvoidsetBons（doubleb）
{
bonus=b；
}
privatedoublebonus；
}
说明：
（1）虽然被继承的父类成员变量没有在子类
声明中列出，但是父类的这些成员变量确实存在
于子类中----属性的继承。
每个Manger对象都有
4个字段：
name、salary、hireDay、bonus。
（2）子类不能访问父类的private成员（属性
和方法），但子类可以访问其父类的public、默
认和Protected成。
例如Test.java。
（3）在子类中定义与父类中相同的属性------
属性的隐藏。
2、方法继承、覆盖与重载
方法继承：
即使在子类中没有声明，对于Manger
对象，可以使用员工类中的getName、getHireDay
等方法。
但对于一个Employee对象，不能使用子类
中的setBonus等方法。
方法覆盖：
子类中定义与父类中同名的方法。
多
用于改写或补充完善父类中的方法。
如：
Manger类中的getSalary方法。
它返回基本
薪金和奖金的总和。
如何实现呢？
写为如下形式：
publicdoublegetSalary（）
{
returnsalary+bonus；
}
不能实现。
这是因为Manger类中的getSalary方
法不能直接访问其父类中的私有字段。
只有员工
类中的方法才能访问这些私有字段。
改写程序为：
publicdoublegetSalary（）
{
doublebaseSalary=getSalary（）；
returnbaseSalary+bonus；
}
问题在于：
调用getSalary方法只不过是简单地调
用自己，即递归调用。
需要调用父类的getSalary
方法，而不是当前类的。
解决办法是使用super关键字。
函数调用
super.getSalary（）意味着调用Employee类中
的getSalary（）方法。
正确实现如下：
publicdoublegetSalary（）
{
doublebaseSalary=super.getSalary（）；
returnbaseSalary+bonus；
}
注意事项：
（1）不使用super而希望引用父类方法会导致无限
的递归；
（2）对于父类提供的方法，子类可以覆盖它，但这
不是必须的，即子类也可以使用父类的方法；
（3）方法覆盖时，应保持与父类完全相同的方法头
声明，即与父类完全相同的方法名、返回值类型和
参数列表；
（4）子类可以添加属性，也可以添加方法或者覆盖
父类中的方法。
但是不能去除父类中的方法和属性。
方法重载：
用相同的方法名但不同的参数表来定义
方法就称为方法重载。
重载的方法可以有不同的返
回值类型，但必须有不同的参数表。
当调用一个重
载的方法时，编译器通过检查调用语句中的参数来
选择恰当的方法。
如：
String类有4个indexof方法
indexof（inta）
indexof（inta，intb）
indexof（StringA）
indexof（StringA，intB）
3、在子类中使用构造函数
（1）子类构造函数总是先调用（显式地或隐式地）
其父类的构造函数，以创建和初始化子类的父类成
员。
显式指采用super调用，必须是子类构造函数
中的第一条语句。
（2）构造函数不能继承，它们只属于定义它们
的类。
（3）当创建一个子类的对象时，子类构造函数
首先调用父类的构造函数并执行，接着才执行子类
构造函数。
4、父类对象与子类对象的关系
调用过程：
e.getSalary（）
尽管e的声明类型是Employee，但是e所指向
实际类型即可以是Employee，也可是Manger。
一个对象变量可以指向多种实际类型（多态）。
当e指向一个Employee对象时，e.getSalary（）
会调用Employee类中的getSalary（）方法；而当
e指向一个Manger对象时，getSalary（）方法就变
成了Manger类中的getSalary（）方法。
例如：
ManagerTest.java
说明：
（1）子类对象可以被视为其父类的一个对象，如一
个Manager对象也是一个Employee对象。
（2）父类对象不能被当做其某一个子类的对象。
（3）如果一个方法的形式参数定义的是父类对象，当调用这个方法时，可以使用子类对象作为实际参数。
（4）如果父类对象引用指向的实际是一个子类对象，那么这个父类对象的引用可用强制类型转换成子类对象的引用。
Personp=newPerson（“Liming”，50）
Students=newStudent（“Wangqiang”，20，“PKU”）；
Personp2=newStudent（“Zhangyi”，18，“THU”）；
Students2=（Student）p2
5.3多态与动态绑定
一、多态
任何场合子类对象都可以替代父类对象的使用---
多态。
在JAVA中，对象变量是多态的。
一个Employee
类型可以是任何子类（如Manager等）的对象类型。
每1个经理是1个员工，但并不是每个员工都是经理。
例如：
上例中staff[0]是一个Employe类对象，但调
用了子类Manager对象的setBouns方法，薪金和奖
金加在了一起。
二、动态绑定
在运行时自动选择正确的方法进行调用称为动态
绑定。
也称虚方法调用。
调用一个对象方法的过程：
1、编译器检查对象的声明类型和方法名。
2、编译器检查方法调用中的参数类型。
三、关键字this、super
this和super是常用来指代父类对象与子类对象的
关键字，Java系统默认，每个类都缺省地具有null
this、super三个量，所以在任意类中都可以不加说
明而直接引用它们。
1、this
this表示的是当前对象。
用法如下：
（1）使用this来访问域及方法
在方法及构造方法中，可以使用this来访问对象的域和方法，包括父类中的域和方法。
如：
System.out.println（“HHHH”+name）;
System.out.println（“HHHH”+this.name）;
（2）使用this解决局部变量与域同名的问题
如：
Person（intage，Stringname）{
this.age=age;
this.name=name;
}
（3）构造方法中，用this调用另一构造方法
如：
Person（）{
this（0，“”）;
}
2、super：
多指父类。
多用于子类对象调用父类中重写前的方法。
（1）super可用于访问父类中定义的属性。
（2）super可用于调用父类中定义的方法。
（3）super可用于在子类构造方法中调用父类的
构造方法。
（4）super的追溯不仅限于直接父类。
语法格式:
super.属性名
super.方法名（参数表）
例如:
Test1.java
四、动态类型的确定
多态性导致了引用变量的声明类型和其实际引用
对象的类型可能不一致，为准确地鉴别一个对象的
真正类型，Java提供了一个运算符instanceof,它
的语法格式为:
<引用类型变量>instanceof<引用类型>
注意:
如果变量与类型相同,或者是类型的子类型,
则结果就是true,反之为false。
例如：
InstanceOf.javaTestInstanceOf.java
5.4包
一、包的用途
为了方便管理和使用，通常把需要在一起工作的
类放在一起，形成一个包，因此包是类的集合。
标准的Java类库由许多包组成，其中包括lang、
Util、io、net等。
标准类库是分层次的。
就象硬盘
上的文件管理一样。
所有的Java包都包含在Java、
Javax层下。
使用包的主要原因是保证类名的唯一性。
假设两
个程序员都提供了一个Employee类，只要把它们
放在不同的包中，就不会有冲突。
使用包可以使用
包中的所有类，也可以使用来自其它包中的公共类。
二、创建包
创建包的过程：
（1）定义一个public类。
如果类不是公共的，
它只能被同一包中的其它类使用。
（2）选择一个包名，并把package语句加到
源文件中。
如：
packagemyclass；
（3）编译源文件。
它就被放到当前目录下，
以供其它程序使用。
例如：
创建myclass包
三、引用包
1、在每个类名前加上完整的包名
使用import语句，可以引入一个特定的类，也可
以引入整个包。
如：
importjava.util.*;
importjava.util.Date;
importjava.awt.event;
2、向包中添加类
使用package语句。
如：
packagecom.home.user
3、定位类
类被存储在文件系统的子目录中。
应该把类放在
一个或多个特定的目录中，如：
/home/user/classdir
设置类路径：
CLASSPATH环境变量。
四、JavaAPI包
如：
java.lang、util、io、awt、net、applet、
sql、rmi、security等。
javax.swing
5.5接口
一、接口的概念
接口是用来实现类间多重继承功能的结构。
在语
法上有些相似于类，它定义了若干个抽象方法和常
量，形成一个属性集合，该属性集合通常对应于某
一组功能，其主要作用是可以帮助实现类似于类的
多重继承的功能。
凡是需要实现这种特定功能的类，
都可以继承这个属性集合并在类内使用它，这个属
性集合就是接口。
需要特别说明的是，Java中一个类获取某一接口
定义的功能，并不是通过直接继承这个接口中的属
性和方法来实现的。
接口中的属性都是常量，接口
中的方法都是没有方法体的抽象方法。
也就是说，
接口定义的仅仅是实现某一特定功能的一组对外接
口和规范，而并没有真正地实现这个功能，这个功
能的真正实现是在“继承”这个接口的各个类中完成
的，要由这些类来具体定义接口中的各抽象方法的
方法体。
因而在Java中，通常把对接口功能的“继
承”称为“实现（implements）”。
接口把方法的定义和对它的实现区分开。
同时，
一个类可以实现多个接口来达到“多重继承”的目的。
二、接口声明
Java中声明接口的语法如下：
[public]interface接口名[extends父接口名列表]
{//接口体
//常量域声明
[public][static][final]域类型域名=常量值；
//抽象方法声明
[public][abstract]返回值方法名（参数列表）
}
从上面的接口定义可以知道：
接口是由常量和抽象
方法组成的特殊类。
例：
给出一个接口定义。
interfaceCollection
{
publicstaticfinalintMAXNUM=100；
publicabstractvoidadd（Objectobj）；
voiddelete（Objectobj）；
voidfind（Objectobj）；
intcurrentCount（）；
}
三、接口实现
接口实现是指具体地实现接口所规定的功能，则
需某个类为接口中的抽象方法书写语句并定义实在
的方法体。
一个类要实现某个或某几个接口时，请注意以下
几个问题：
（1）在类的声明部分，用implements关键字声
明该类将要实现哪些接口。
如：
classPointextendsObjectimplementsShape
{………}
（2）如果实现某接口的类不是abstract的抽象类，
则在类的定义部分必须实现指定接口的所有抽象方
法，即为所有抽象方法定义方法体，而且方法头部
分应该与接口中的定义完全一致，即有完全相同的
返回值和参数列表。
（3）如果实现某接口的类是abstract抽象类，则
它可以不实现该接口所有的方法。
但是对于这个抽
象类的任何一个非抽象子类，它们父类所实现接口
中的所有抽象方法都必须有实在的方法体。
（4）接口的抽象方法，其访问控制符都已指定为
public，所以类在实现方法时，必须显式地使用
Public控制符，否则将被系统警告：
缩小了接口定
义的方法的访问控制范围。
例：
使用接口
例：
定义和使用接口（例5-5）
升级会员 