继承

多个类中存在相同属性和行为时，将这些内容抽取到单独一个类中，只要继承那个类即可。继承的类称为子类（派生类），被继承的类被称为父类（超类）。

可以理解为：子类 is a 父类。

一旦子类继承父类之后，子类就获取到了父类中声明的所有属性和方法。

继承语法：

1 2	class SubClass extends SuperClass{ }

在 Java 中，一个子类只能由一个父类，一个父类可以派生出多个子类。继承的作用：

继承的出现减少了代码冗余，提高了代码的复用性。
继承的出现，更有利于功能的扩展。
继承的出现让类与类之间产生了关系。

方法重写

在子类中可以根据需要对从父类中继承来的方法进行改造，称为方法的重写。在执行使，调用子类的重写方法将会执行重写后的代码（子类方法会覆盖父类方法）。

子类重写的方法必须和父类被重写的方法具有相同的方法名称、参数列表。
子类重写的方法的返回值类型不能大于父类被重写的方法的返回值类型。
- 父类返回值是 void，子类返回值必须是 void。
- 父类返回值是 A 类，子类返回值可以是 A 类或者其子类。
- 父类返回值是基本数据类型，子类返回值必须相同。
子类重写的方法使用的访问权限不能小于父类被重写的方法的访问权限。
- 子类不能重写父类中声明为 private 的方法（可以声明为 private 权限的同名方法，但是这不是重写）。
子类方法抛出的异常不能大于父类被重写方法的异常。

子类和父类中同名同参数的方法要么都声明为非 static（考虑重写），要么都声明为 static（不是重写）。

super 关键字

使用 super 调用父类，可以访问父类中定义的属性、方法和构造器。

注意：super 的追溯不仅限于直接父类。

调用父类构造器

在调用父类构造器时：

子类中所有的构造器默认都会访问父类中空参数的构造器。
当父类中没有空参数的构造器时，子类的构造器必须通过 this 或者 super 语句指定调用本类或者父类中相应的构造器（必须二选一，放在构造器首行）。
如果子类构造器中既未显式调用父类或本类的构造器，且父类中又没有无参的构造器，则编译出错

this 和 super 的区别

	this	super
访问属性	访问本类中的属性，如果本类没有此属性则从父类中继续查找	直接访问父类中的属性
调用方法	访问本类中的方法，如果本类没有此方法则从父类中继续查找	直接访问父类中的方法
调用构造器	调用本类构造器，必须放在构造器的首行	调用父类构造器，必须放在子类构造器的首行

子类对象实例化过程

从结果上看：

子类继承父类以后，就获取了父类中声明的所有属性或者方法。
创建子类对象，在堆空间中会加载所有父类中声明的方法。

从过程上看：

当通过子类构造器创建子类对象时，一定会直接或者间接的调用父类的构造器，进而调用父类的父类构造器，直到调用了 java.lang.Object 类的空参构造器为止。
正因为加载过所有的父类构造器，才会在内存中看到父类中的结构。

多态

多态性是面向对象中重要的概念，在 Java 中体现在对象的多态性：父类的引用指向子类的对象。

Java 引用变量有两种类型：编译时类型和运行时类型。编译时类型由声明该变量时使用的类型决定，运行时类型由实际赋给该变量的对象决定。

若编译时类型和运行时类型不一致，就出现了对象的多态性

子类可看做是特殊的父类，所以父类类型的引用可以指向子类的对象

一个引用类型变量如果声明为父类的类型，但实际引用的是子类对象，那么该变量就不能再访问子类中新加的属性和方法。

// Object <- Person <- Student
Person p = new Student();
Object o = new Person();
o = new Student();

虚拟方法调用

子类中定义了与父类同名同参数的方法，在多态情况下，将此时父类的方法称为虚拟方法，父类根据赋给它的不同子类对象，动态调用属于子类的该方法。这样的方法调用在编译期是无法确定的。

调用子父类同名同参数的方法时，实际执行的是子类重写父类的方法。

如下面所示，编译时 e 为 Person 类型，而方法的调用是在运行时确定的，所以调用的是 Student 类中的 getInfo 方法。

1 2	Person e = new Student(); e.getInfo(); // 调用Student类的getInfo()方法

为什么使用多态

形参为父类，实参为子类时：

方法声明的形参类型为父类类型，可以使用子类的对象作为实参调用该方法。

多态提高了代码的通用性。

class AnimalTest {
    public static void main(String[] args) {
        AnimalTest t = new AnimalTest();
        // 执行的是 Dog 的重写方法
        test.func(new Dog());
        // 执行的是 Cat 重写方法
        test.func(new Cat());
    }
    
    public void func(Animal animal) {
        animal.eat();
        animal.shout();
    }
}

class Animal {
    public void eat() {
        System.out.println("动物吃");
    }
    
    public void shout() {
        System.out.println("动物叫");
    }
}

class Dog extends Animal {
    public void eat() {
        System.out.println("狗吃骨头");
    }
    
    public void shout() {
        System.out.println("汪汪汪");
    }
}

class Cat extends Animal {
    public void eat() {
        System.out.println("猫吃鱼");
    }
    
    public void shout() {
        System.out.println("喵喵喵");
    }
}

向下转型

在 Java 中体现在对象的多态性：父类的引用指向子类的对象。一个引用类型变量如果声明为父类的类型，但实际引用的是子类对象，那么该变量就不能再访问子类中新加的属性和方法。

若需要访问子类种新增的方法和属性，需要向下转型，即强制类型转换。

Person p = new Student();

// 向下转型，强制类型转换
Student s = (Student)p;

对于基本数据类型：
- 高级到低级：强制类型转换。
- 低级到高级：自动类型提升。
对于父类和子类：
- 子类到父类：向上转型（多态）。
- 父类到子类：向下转型，强制类型转换。

向下转型时，可能出现 ClassCastException 的异常，所以需要使用 instanceof 关键字进行判断。

instanceof 关键字

instanceof 关键字用于：判断对象 a 是否是类 A 的实例（判断对象 a 是类 A 子类实例），如果是返回 true，否则返回 false。

为了避免向下转型时，可能出现 ClassCastException 的异常，先使用 instanceof 关键字进行判断。

Object 类使用

java.lang.Object 类是所有类的根父类，所有类都直接或间接继承于 Object 类。如果在类的声明中未使用 extends 关键字字指明其父类，则默认父类为 java.lang.Object 类。

Object 类中的主要结构：

equals 方法

== 与 equals 方法：

==：
- 对于基本类型比较：两个值相等，则返回 true。
- 对于引用类型比较：指向同一个对象时（地址值相等），返回 true。
equals 方法：所有类都继承自 Object，所以也获得了 equals 方法，可以重写。
- Object 类中的原始 equals 方法：比较是否指向同一个对象。
- File、String 等对象，重写了 equals 方法：比较内容是否相同。

重写 equals 方法的原则：

对称性：如果 x.equals(y) 为 true，则 y.equals(x) 也为 true。

自反性：x.equals(x) 返回 true。

传递性：如果 x.equals(y) 返回 true，并且 y.equals(z) 也返回 true，则 x.equals(z) 返回 true。

一致性：如果 x.equals(y) 返回 true，只要 x 和 y 内容不变，调用多少次都返回 true。

任何情况下，x.equals(null) 返回 false；x.equals(和 x 不同类型的对象) 返回 false。

== 和 equals 方法的区别：

== 既可以比较基本类型也可以比较引用类型。对于基本类型就是比较值，对于引用类型就是比较内存地址。
equals 如果该方法没有被重写过默认也是 ==；对于重写过的 equals 方法，具体看重写方法中的判断逻辑。

toString 方法

toString 方法在 Object 类中定义，返回值为 String 类型，返回类名和它的虚拟地址。

String 与其他数据类型进行连接操作时，会自动调用 toString 方法。

Object 类中 toString 方法定义，由以下两个部分组成，二者之间用 @ 连接：

类名。
虚拟地址，由 hashCode 计算得到，是 JVM 中虚拟地址值。

1
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public String toString() {
    return getClass().getName() + '@' + Integer.toHexString(hashCode());
}

String、Data、File 等类都重写了 toString 方法。

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Java基础 (5) 继承和多态

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