Javaの継承とポリモーフィズムの概念と実装方法の紹介

#1. 継承

1. 継承の概念

継承メカニズム: オブジェクト指向プログラミングはコードを再利用する最も重要な手段により、プログラマは元のクラスの特性を維持しながら新しい機能を拡張および追加することができ、生成された新しいクラスは派生クラス/サブクラスになります。継承によって解決される主な問題は、共通機能の抽出とコードの再利用の実現です。

2. 継承構文

はクラス間の継承関係を示します。キーワード extends を使用する必要があります。構文は次のとおりです:

修飾子クラスのサブクラス/派生クラスは親クラス/基本クラス/スーパークラスを拡張します{

//…………

}

#サブクラスは親クラスのメンバー変数またはメンバー メソッドをサブクラスに継承します

• ##サブクラスは親クラスを継承した後、独自のクラスを追加する必要があります基本クラスとの違いを反映した一意のメンバー

• 3. 親クラスのメンバーアクセス

(1) サブクラス内の親クラスのメンバー変数へのアクセス

同名のメンバ変数がない場合は、通常のアクセスで十分です。

• ##同名のメンバ変数がある場合は、 (super.変数名) 親クラスのメンバー変数にアクセスします

• public class Base {
      int a;
      int b;
      int c;
  } 
  public class Derived extends Base{
      int a; // 与父类中成员a同名，且类型相同
      char b; // 与父类中成员b同名，但类型不同
      public void method(){
          a = 100; // 访问父类继承的a，还是子类自己新增的a？
          b = 101; // 访问父类继承的b，还是子类自己新增的b?
          c = 102; // 子类没有c，访问的肯定是从父类继承下来的c
      }
  }

  #メンバー変数にアクセスするときは、最初に自分のメンバー変数にアクセスします。つまり、同じ名前のメンバ変数にアクセスする場合、サブクラスへのアクセスが優先されます。つまり、サブクラスは親クラスのメンバーを隠します

• メンバー変数へのアクセスは近接性の原則に従います。持っている場合は優先されます。持っていない場合は、親クラスで検索します。

#(2) サブクラス内の親クラスのメンバメソッドにアクセスする
メンバメソッドは名前が異なりますが通常通りアクセスできます

メンバー メソッドは同じ名前を持ち、[super.method name]
を通じて同じ名前の親クラス メソッドにアクセスできます。同じ名前の親クラスとサブクラスのメソッドのパラメータ リストが異なる場合 (オーバーロード)、メソッドの呼び出し時に渡されるパラメータに基づいて、アクセスする適切なメソッドを選択します。

• 親クラスとサブクラスの同名のメソッドのプロトタイプが一致している場合は、サブクラスの

4 スーパーキーワード

の main 関数にアクセスします。 super キーワードは次のとおりです。 サブクラス内 クラス メソッド内の同じ名前を持つ親クラスのメンバーにアクセスします。 (非静的メソッドでのみ使用可能)

public class Base {
    int a;
    int b;
    public void methodA(){
        System.out.println("Base中的methodA()");
    }
    public void methodB(){
        System.out.println("Base中的methodB()");
}
public class Derived extends Base{
    int a; 
    char b; 
    // 与父类中methodA()构成重载
    public void methodA(int a) {
        System.out.println("Derived中的method()方法");
    }
    // 与父类中methodB()构成重写
    public void methodB(){
        System.out.println("Derived中的methodB()方法");
    }
    public void methodC(){
        a = 100; // 等价于： this.a = 100;
        b = 101; // 等价于： this.b = 101;
        // 访问父类的成员变量时，需要借助super关键字
        // super是获取到子类对象中从基类继承下来的部分
        super.a = 200;
        super.b = 201;
        methodA(); // 没有传参，访问父类中的methodA()
        methodA(20); // 传递int参数，访问子类中的methodA(int)
        methodB(); // 直接访问，则永远访问到的都是子类中的methodA()，基类的无法访问到
        super.methodB(); // 访问基类的methodB()
    }
}

5. サブクラス構築メソッド

サブクラス オブジェクトを構築するときは、まず親クラスの構築メソッドを呼び出してから、サブクラスメソッドの構築を実行します。

public class Base {
    public Base(){
        System.out.println("Base()");
    }
}
public class Derived extends Base{
    public Derived(){
   // super(); // 注意子类构造方法中默认会调用基类的无参构造方法：super(),
   // 用户没有写时,编译器会自动添加，而且super()必须是子类构造方法中第一条语句，
   // 并且只能出现一次
        System.out.println("Derived()");
    }
}

親クラスがパラメーターなしまたはデフォルトのコンストラクターを明示的に定義している場合、デフォルトでサブクラスのコンストラクターの最初の行に暗黙的な super() 呼び出しが存在します。

親クラスがパラメーターを使用してコンストラクターを定義する場合、コンパイラーはサブクラスのデフォルト コンストラクターを生成しなくなりました。サブクラスは明示的に定義して、サブクラス コンストラクターに含める必要があります。適切な親クラス構築メソッド
サブクラス構築メソッドでは、 super(……) が親クラス構築メソッドを呼び出し、サブクラス構築メソッドの最初のステートメントである必要があります
super(……) は、サブクラス コンストラクター内で 1 回のみ出現でき、この
6 と同時に出現することはできません。 this

• super と this は両方とも、メンバー変数にアクセスしたり、他のメンバー関数を呼び出すためにメンバー メソッドで使用できます。どちらもコンストラクターの最初のステートメントとして使用できます。では、両者の違いは何でしょうか?

(1) 同じ点

はすべて Java キーワードです

は、次の非静的メソッドでのみ使用できます。非静的メンバーのメソッドおよびプロパティにアクセスするために使用されるクラス

• # はコンストラクターの最初のステートメントとして使用する必要があり、同時に存在することはできません

• (2) 違い

• this は現在のオブジェクトへの参照であり、super は親クラスから継承されたサブクラス オブジェクトのメンバーへの参照です

これは非静的メンバー メソッドの隠しパラメーターです。super は隠しパラメーターではありません。

• コンストラクター内: this() は呼び出しに使用されます。このクラスのコンストラクターである super() は、親クラスの構築メソッドを呼び出すために使用されます。この 2 つの呼び出しは同時に構築メソッドに現れることはできません

• 必ず呼び出しが行われます。サブクラスの構築メソッドで super() に記述しますが、ユーザーが記述しないと this() は存在しません

• 7. コードブロックの実行順序
• [共通クラス]

静的コード ブロックは最初に 1 回だけ実行され、クラスの読み込みフェーズ中に実行されます

オブジェクトの作成時に、インスタンス コード ブロックが実行され、最後にコンストラクター メソッド

• #[継承関係の実行順序]

• 親クラスの静的コード ブロックは子クラスの静的コード ブロックよりも優先され、最も早く実行されます

#親クラスのインスタンスのコード ブロックと、親クラスのコンストラクター メソッドがすぐに実行されます

• #サブクラスのインスタンス コード ブロックとコンストラクター メソッドが最終的に実行されます

• サブクラス オブジェクトの 2 番目のインスタンス化では、親クラスとサブクラスの静的コード ブロックは実行されなくなります。実行されました

8、继承方式

【注】Java中不支持多继承

• super只能指代直接父类

• 继承关系一般不超过三层

9、final关键字

• 修饰变量时，表示常量（不能修改）

• 修饰类：此类不能被继承

• 修饰方法：表示方法不能被重写

10、继承和组合

组合和继承都能实现代码的复用。组合没有涉及到特殊的语法（如extend关键字），仅仅是将一个类的实例作为另一个类的属性。

• 继承表示对象与对象之间是is-a的关系

• 组合表示对象与对象之间是has-a的关系

一般建议：能用组合尽量用组合

二、多态

1、向上转型

通过父类类型的引用调用子类对象，向上转型是安全的

【发生向上转型的时机】

• 直接赋值

• 方法传参

• 函数的返回值

public class TestAnimal {
    // 2. 函数传参：形参为父类引用，可以接收任意子类的对象
    public static void eatFood(Animal a) {
        a.eat();
    }
 
    // 3. 作返回值：返回任意子类对象
    public static Animal buyAnimal(String var) {
        if ("狗" == var) {
            return new Dog("狗狗", 1);
        } else if ("猫" == var) {
            return new Cat("猫猫", 1);
        } else {
            return null;
        }
    }
 
    public static void main(String[] args) {
        Animal cat = new Cat("元宝", 2); // 1. 直接赋值：子类对象赋值给父类对象
        Dog dog = new Dog("小七", 1);
    }
}

优缺点：

• 优点：让代码更加灵活

• 缺点：不能访问到子类特有的方法

2、重写

函数名相同、参数列表相同、返回值相同或是【协变类型】（父子类关系）

【方法重写的规则】

• 重写的方法访问权限不能比父类中原方法的的权限低；

• 父类中被static、private、final修饰的方法、构造方法不能被重写；

• 重写的方法，可以使用 @override 注解来显示指定（帮助我们进行一些合法性的检验）。比如方法名拼写错误，编译会报错；

• 重写的返回值类型可以不同，但是必须具有父子关系。

• 被final修饰的方法，叫做密封方法，该方法不能被重写。

• 外部类只能是public或者默认权限

【动态绑定和静态绑定】

• 动态绑定：发生的条件（1、父类引用引用子类对象；2、通过父类引用，可以访问到子类中的方法）。后期绑定，即在编译时不能确定方法的行为，需要等到程序运行时，才能够确定调用哪个类的方法；

• 静态绑定：前期绑定，编译时，根据用户传递的参数类型确定具体的调用方法（函数重载）

3、多态

一个引用调用同一个方法，可以表现出不同的形式，这种思想称为多态。在父类的构造方法中不要调用重写的方法。

【多态实现的条件】

• 必须在继承条件下

• 子类对父类方法进行重写

• 通过父类引用调用重写的方法

• 发生了向上转型

public class Animal(){
    String name;
    int age;
    public Animal(String name, int age){
        this.name = name;
        this.age = age;
    }
    public void eat(){
        System.out.println(name + "吃饭");
        }
}
public class Cat extends Animal{
    public Cat(String name, int age){
        super(name, age);
    }
    @Override
    public void eat(){
        System.out.println(name+"吃鱼~~~");
    }
}
public class Dog extends Animal {
    public Dog(String name, int age){
        super(name, age);
    }
    @Override
    public void eat(){
        System.out.println(name+"吃骨头~~~");
    }
}
public class TestAnimal {
    // 编译器在编译代码时，并不知道要调用Dog 还是 Cat 中eat的方法
   // 等程序运行起来后，形参a引用的具体对象确定后，才知道调用那个方法
   // 注意：此处的形参类型必须时父类类型才可以
    public static void eat(Animal a){
        a.eat();
    }
    public static void main(String[] args) {
        Animal animal1 = new Cat("元宝",2);
        Animal animal2 = new Dog("小七", 1);
        eat(animal1);
        eat(animal2);
    }
}

【注】Java中所有的类默认继承Object类

以上がJavaの継承とポリモーフィズムの概念と実装方法の紹介の詳細内容です。詳細については、PHP 中国語 Web サイトの他の関連記事を参照してください。