Java 继承与多态：代码重用与灵活性的巧妙结合

Java 继承（子类和超类）

在 Java 中，可以从一个类继承属性和方法到另一个类。我们将“继承概念”分为两类：

子类（child）: 从另一个类继承的类
超类（parent）: 被继承的类

要从一个类继承，使用 extends 关键字。

示例:

class Vehicle {
  protected String brand = "Ford";    // Vehicle 属性
  public void honk() {          // Vehicle 方法
    System.out.println("Tuut, tuut!");
  }
}

class Car extends Vehicle {
  private String modelName = "Mustang";  // Car 属性
  public static void main(String[] args) {

    // 创建 myCar 对象
    Car myCar = new Car();

    // 在 myCar 对象上调用 honk() 方法（来自 Vehicle 类）
    myCar.honk();

    // 显示来自 Vehicle 类的 brand 属性的值和来自 Car 类的 modelName 的值
    System.out.println(myCar.brand + " " + myCar.modelName);
  }
}

输出:

Tuut, tuut!
Ford Mustang

注意:

• 在上面的示例中，Vehicle 类是超类，Car 类是子类。
• Car 类继承了 Vehicle 类的 brand 属性和 honk() 方法。
• Car 类还可以添加自己的属性和方法，例如 modelName。

何时使用继承:

• 代码重用：在创建新类时，重用现有类的属性和方法。
• 代码的组织：将相关的类组织在一起，使其更容易理解和维护。

final 关键字:

如果不想让其他类从一个类继承，可以使用 final 关键字。

示例:

final class Vehicle {
  ...
}

class Car extends Vehicle {
  ...
}

输出:

Main.java:9: error: cannot inherit from final Vehicle
class Main extends Vehicle {
        ^
1 error

一些额外的说明:

• 一个类只能有一个超类。
• 子类可以访问超类的所有非私有成员（属性和方法）。
• 子类可以覆盖超类的方法，以提供不同的实现。
• 子类可以扩展超类的功能，添加新的属性和方法。

Java 多态

多态 意味着“多种形式”，它发生在我们有许多通过继承相互关联的类时。

继承允许我们从另一个类继承属性和方法。多态使用这些方法执行不同的任务。这使我们能够以不同的方式执行单个操作。

示例:

假设有一个名为 Animal 的超类，它具有一个名为 animalSound() 的方法。Animal 的子类可以是 Pig、Cat、Dog、Bird - 它们也有它们自己的实现动物声音的方法（猪发出哼哼声，猫发出喵喵声等）：

class Animal {
  public void animalSound() {
    System.out.println("The animal makes a sound");
  }
}

class Pig extends Animal {
  public void animalSound() {
    System.out.println("The pig says: wee wee");
  }
}

class Dog extends Animal {
  public void animalSound() {
    System.out.println("The dog says: bow wow");
  }
}

现在我们可以创建 Pig 和 Dog 对象，并在它们两者上调用 animalSound() 方法：

class Animal {
  public void animalSound() {
    System.out.println("The animal makes a sound");
  }
}

class Pig extends Animal {
  public void animalSound() {
    System.out.println("The pig says: wee wee");
  }
}

class Dog extends Animal {
  public void animalSound() {
    System.out.println("The dog says: bow wow");
  }
}

class Main {
  public static void main(String[] args) {
    Animal myAnimal = new Animal(); // 创建 Animal 对象
    Animal myPig = new Pig(); // 创建 Pig 对象
    Animal myDog = new Dog(); // 创建 Dog 对象
    myAnimal.animalSound();
    myPig.animalSound();
    myDog.animalSound();
  }
}

输出:

The animal makes a sound
The pig says: wee wee
The dog says: bow wow

何时以及为何使用“继承”和“多态”？

• 代码重用: 在创建新类时，重用现有类的属性和方法。
• 代码的组织: 将相关的类组织在一起，使其更容易理解和维护。
• 灵活性: 允许代码以不同的方式执行，而无需更改代码本身。

多态的优点:

• 代码更简洁：只需要编写一次代码，就可以在不同的类上使用。
• 代码更易于维护：如果需要更改代码，只需更改一次，所有使用它的类都会自动更新。
• 代码更易于扩展：可以轻松添加新的类，而无需更改现有的代码。

一些额外的说明:

• 多态是面向对象编程的重要概念之一。
• 多态可以使代码更简洁、更易于维护和扩展。
• 抽象类和接口是实现多态的重要工具。

一些额外的思考:

• 您可以想象其他可以利用多态的示例吗？
• 多态在现实世界中有哪些应用？

最后

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