Java：類與繼承

Java：類與繼承

　　對於面向對象的程序設計語言來講，類毫無疑問是其最重要的基礎。抽象、封裝、繼承、多態這四大特性都離不開類，只有存在類，才能體現面向對象編程的特色，今天咱們就來了解一些類與繼承的相關知識。首先，咱們講述一下與類的初始化相關的東西，而後再從幾個方面闡述繼承這一大特性。如下是本文的目錄大綱：

　　一.你瞭解類嗎？

　　二.你瞭解繼承嗎？

　　三.常見的面試筆試題

　　如有不正之處，請多多諒解並歡迎批評指正。

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一.你瞭解類嗎？

　　在Java中，類文件是以.java爲後綴的代碼文件，在每一個類文件中最多隻容許出現一個public類，當有public類的時候，類文件的名稱必須和public類的名稱相同，若不存在public，則類文件的名稱能夠爲任意的名稱（固然以數字開頭的名稱是不容許的）。

　　在類內部，對於成員變量，若是在定義的時候沒有進行顯示的賦值初始化，則Java會保證類的每一個成員變量都獲得恰當的初始化：

　　1）對於  char、short、byte、int、long、float、double等基本數據類型的變量來講會默認初始化爲0（boolean變量默認會被初始化爲false）；

　　2）對於引用類型的變量，會默認初始化爲null。

　　若是沒有顯示地定義構造器，則編譯器會自動建立一個無參構造器，可是要記住一點，若是顯示地定義了構造器，編譯器就不會自動添加構造器。注意，全部的構造器默認爲static的。

　　下面咱們着重講解一下 初始化 順序：

　　當程序執行時，須要生成某個類的對象，Java執行引擎會先檢查是否加載了這個類，若是沒有加載，則先執行類的加載再生成對象，若是已經加載，則直接生成對象。

　　在類的加載過程當中，類的static成員變量會被初始化，另外，若是類中有static語句塊，則會執行static語句塊。static成員變量和static語句塊的執行順序同代碼中的順序一致。記住，在Java中，類是按需加載，只有當須要用到這個類的時候，纔會加載這個類，而且只會加載一次。看下面這個例子就明白了：

public class Test {
	public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException {
		
		Bread bread1 = new Bread();
		Bread bread2 = new Bread();
	}
}


class Bread {
	static{
		System.out.println("Bread is loaded");
	}
	public Bread() {
		System.out.println("bread");
	}
}

　　運行這段代碼就會發現"Bread is loaded"只會被打印一次。

　　在生成對象的過程當中，會先初始化對象的成員變量，而後再執行構造器。也就是說類中的變量會在任何方法（包括構造器）調用以前獲得初始化，即便變量散步於方法定義之間。

public class Test {
	public static void main(String[] args)  {
		new Meal();
	}
}


class Meal {
	
	public Meal() {
		System.out.println("meal");
	}
	
	Bread bread = new Bread();
}

class Bread {
	
	public Bread() {
		System.out.println("bread");
	}
}

　　輸出結果爲：

bread
meal

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二.你瞭解繼承嗎？

　　繼承是全部OOP語言不可缺乏的部分，在java中使用extends關鍵字來表示繼承關係。當建立一個類時，老是在繼承，若是沒有明確指出要繼承的類，就老是隱式地從根類Object進行繼承。好比下面這段代碼：

class Person {
	public Person() {
		
	}
}

class Man extends Person {
	public Man() {
		
	}
}

　　類Man繼承於Person類，這樣一來的話，Person類稱爲父類（基類），Man類稱爲子類（導出類）。若是兩個類存在繼承關係，則子類會自動繼承父類的方法和變量，在子類中能夠調用父類的方法和變量。在java中，只容許單繼承，也就是說 一個類最多隻能顯示地繼承於一個父類。可是一個類卻能夠被多個類繼承，也就是說一個類能夠擁有多個子類。

　　1.子類繼承父類的成員變量

　　當子類繼承了某個類以後，即可以使用父類中的成員變量，可是並非徹底繼承父類的全部成員變量。具體的原則以下：

　　1）可以繼承父類的public和protected成員變量；不可以繼承父類的private成員變量；

　　2）對於父類的包訪問權限成員變量，若是子類和父類在同一個包下，則子類可以繼承；不然，子類不可以繼承；

　　3）對於子類能夠繼承的父類成員變量，若是在子類中出現了同名稱的成員變量，則會發生隱藏現象，即子類的成員變量會屏蔽掉父類的同名成員變量。若是要在子類中訪問父類中同名成員變量，須要使用super關鍵字來進行引用。

　　2.子類繼承父類的方法

　　一樣地，子類也並非徹底繼承父類的全部方法。

　　1）可以繼承父類的public和protected成員方法；不可以繼承父類的private成員方法；

　　2）對於父類的包訪問權限成員方法，若是子類和父類在同一個包下，則子類可以繼承；不然，子類不可以繼承；

　　3）對於子類能夠繼承的父類成員方法，若是在子類中出現了同名稱的成員方法，則稱爲覆蓋，即子類的成員方法會覆蓋掉父類的同名成員方法。若是要在子類中訪問父類中同名成員方法，須要使用super關鍵字來進行引用。

　　注意：隱藏和覆蓋是不一樣的。隱藏是針對成員變量和靜態方法的，而覆蓋是針對普通方法的。（後面會講到）

　　3.構造器

　　子類是不可以繼承父類的構造器，可是要注意的是，若是父類的構造器都是帶有參數的，則必須在子類的構造器中顯示地經過super關鍵字調用父類的構造器並配以適當的參數列表。若是父類有無參構造器，則在子類的構造器中用super關鍵字調用父類構造器不是必須的，若是沒有使用super關鍵字，系統會自動調用父類的無參構造器。看下面這個例子就清楚了：

class Shape {
	
	protected String name;
	
	public Shape(){
		name = "shape";
	}
	
	public Shape(String name) {
		this.name = name;
	}
}

class Circle extends Shape {
	
	private double radius;
	
	public Circle() {
		radius = 0;
	}
	
	public Circle(double radius) {
		this.radius = radius;
	}
	
	public Circle(double radius,String name) {
		this.radius = radius;
		this.name = name;
	}
}

　　這樣的代碼是沒有問題的，若是把父類的無參構造器去掉，則下面的代碼必然會出錯：

　　改爲下面這樣就好了：

　　4.super

　　super主要有兩種用法：

　　1）super.成員變量/super.成員方法;

　　2）super(parameter1,parameter2....)

　　第一種用法主要用來在子類中調用父類的同名成員變量或者方法；第二種主要用在子類的構造器中顯示地調用父類的構造器，要注意的是，若是是用在子類構造器中，則必須是子類構造器的第一個語句。

三.常見的面試筆試題

1.下面這段代碼的輸出結果是什麼？

public class Test {
	public static void main(String[] args)  {
		new Circle();
	}
}

class Draw {
	
	public Draw(String type) {
		System.out.println(type+" draw constructor");
	}
}

class Shape {
	private Draw draw = new Draw("shape");
	
	public Shape(){
		System.out.println("shape constructor");
	}
}

class Circle extends Shape {
	private Draw draw = new Draw("circle");
	public Circle() {
		System.out.println("circle constructor");
	}
}
 

shape draw constructor
shape constructor
circle draw constructor
circle constructor

View Code

　　這道題目主要考察的是類繼承時構造器的調用順序和初始化順序。要記住一點：父類的構造器調用以及初始化過程必定在子類的前面。因爲Circle類的父類是Shape類，因此Shape類先進行初始化，而後再執行Shape類的構造器。接着纔是對子類Circle進行初始化，最後執行Circle的構造器。

2.下面這段代碼的輸出結果是什麼？

public class Test {
	public static void main(String[] args)  {
		Shape shape = new Circle();
		System.out.println(shape.name);
		shape.printType();
		shape.printName();
	}
}

class Shape {
	public String name = "shape";
	
	public Shape(){
		System.out.println("shape constructor");
	}
	
	public void printType() {
		System.out.println("this is shape");
	}
	
	public static void printName() {
		System.out.println("shape");
	}
}

class Circle extends Shape {
	public String name = "circle";
	
	public Circle() {
		System.out.println("circle constructor");
	}
	
	public void printType() {
		System.out.println("this is circle");
	}
	
	public static void printName() {
		System.out.println("circle");
	}
}

shape constructor
circle constructor
shape
this is circle
shape

View Code

　　這道題主要考察了隱藏和覆蓋的區別（固然也和多態相關，在後續博文中會繼續講到）。

　　覆蓋只針對非靜態方法（終態方法不能被繼承，因此就存在覆蓋一說了），而隱藏是針對成員變量和靜態方法的。這2者之間的區別是：覆蓋受RTTI（Runtime type  identification）約束的，而隱藏卻不受該約束。也就是說只有覆蓋方法纔會進行動態綁定，而隱藏是不會發生動態綁定的。在Java中，除了static方法和final方法，其餘全部的方法都是動態綁定。所以，就會出現上面的輸出結果。