[01] 继承


1、继承的声明

继承，是指一个类的定义可以基于另一个已经存在的类，即子类基于父类，从而实现父类代码的重用，子类能吸收父类的属性和行为，并扩展新的能力。Java中的继承是单继承，即最多只能有一个父类。

所谓 “龙生龙，凤生凤，老鼠的儿子会打洞”，这句话简单明白地阐述了继承：
  • 子类基于父类，也意味着是 “is-a” 的关系
  • 子类拥有父类的能力，也就是代码得到了复用

继承的声明也很简单，直接使用extends关键字即可：
【访问权限修饰符】【修饰符】子类名 extends 父类名 { 子类类体 }


2、构造方法

子类能复用的是父类的属性和方法，但是这里并不包括构造方法，因为构造方法是不能被继承的。但是可以在子类构造方法中通过super关键字调用父类构造方法，super只能在构造方法的首行。
//父类
public class Animal {
    private String name;

    public Animal(String name) {
        this.name = name;
    }
}

//子类
public class Cat extends Animal{
    public Cat(String name) {
        super(name);
    }
}

如果你不想调用父类的构造函数，那么也必须保证父类有一个无参的构造函数，子类在调用自身构造函数时会默认调用父类无参构造函数（相当于默认在构造方法首行插入super( )方法）。

也即使是说，无论如何，要保证父类的构造函数，因为子类的构造方法总是先调用父类的构造方法，再调用自己的构造方法。毕竟，没有老子哪来的儿子？


3、this和super

this关键字代表自身，主要用在：
  • 在构造方法中引用自身类的其他构造方法
  • 用this代表自身类的对象（例如用this引用成员变量或方法）
public class Animal {

    private String name;
    private int age;

    public Animal(String name) {
        this.name = name;
    }

    public Animal(String name, int age) {
        this(name);
        this.age = age;
    }

    public String run() {
        return "run";
    }

    public String runQuickly() {
        return this.age + " " + this.name + " " + this.run() + " quickly";
    }

    public static void main(String[] args) {
        Animal animal = new Animal("diudiu", 12);
        System.out.println(animal.run()); //输出 run
        System.out.println(animal.runQuickly()); //输出 12 diudiu run quickly
    }

}

super和this类似，但是super是只有在继承关系里才会使用到的关键字，this是在本类中调用本类，而super则是在本类中调用父类：
  • 调用父类的构造方法（super语句只能在子类构造函数的第一行）
  • 调用父类的属性或方法
public class Cat extends Animal{

    public Cat(String name, int age) {
        super(name, age);
    }

    public String catRun() {
        return "cat " + super.runQuickly();
    }

    public static void main(String[] args) {
        Cat cat = new Cat("huahua", 9);
        System.out.println(cat.catRun()); //输出 cat 9 huahua run quickly
    }

}


4、private和继承

假如父类的某个属性权限设置为private，子类继承父类以后，却是无法直接调用该属性的，所以private的属性无法继承吗？

但是假如该属性有一个public的get方法，子类却可以通过get获取到当初无法直接访问的属性的值，所以private的属性实际上得到了继承吗？

实际上，继承的这个关系有点微妙，在我的理解看来，每次我们获取到一个子类对象时，实际上它包含了 “子类对象和其父类对象”，也就是说，每次我们实例化一个子类对象时，表面上看只有一个对象，实际上背后调用涉及的是一个子类加父类的组合。

我们看看子类实例化的过程和顺序是这样的：
  • 初始化父类的静态代码
  • 初始化子类的静态代码
  • 初始化父类的非静态代码
  • 初始化父类构造函数
  • 初始化子类非静态代码
  • 初始化子类构造函数

但是两者并不是相互交融的，域还是各自的域，但相互又有些关联，所以所谓继承下来的东西，只是让我们看起来像子类的了。而实际上是，当调用子类对象的方法或属性时，先看子类是否有，如果没有，就到父类对象（且权限允许的情况下）去调用。这也是为何子类与父类同名的属性和方法，可以将父类的覆盖掉的原因。

所以开始的private的那个问题也就可以理解了，private属性实际上也是有的，在对应的父类对象里，但是因为没有权限，所以无法直接访问。

最后一个示例，配合食用更佳：
//父类
public class Animal {

    public String name = "animal";

    public String getName() {
        return this.name;
    }
    
}

//子类
public class Cat extends Animal{

    public String name = "cat";

}

//测试类
public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        Cat cat = new Cat();
        System.out.println(cat.name); //输出cat
        System.out.println(cat.getName()); //输出animal
    }
}


5、protected引发的权限修饰符认知纠偏

先来回顾一下权限访问修饰符的控制范围：
权限访问修饰符定义权限针对范围
public    公共权限    可以被任意类访问属性、方法、类
protected    受保护的权限同包类可以访问，或者非同包的该类子类可访问属性、方法
default（即默认不写）同包权限只能被同包的类访问属性、方法、类
private    私有权限    只能在本类中访问使用    属性、方法

一直以来我个人都错误地理解了权限修饰符，应该说，把如上表中的权限和针对范围部分混淆了。

在上个标题《4、private和继承》中已经从权限的一部分去说明了和继承的关系，当有一次用到protected权限时（注意看包位置）：
//父类
package temp.animal;

public class Animal {
    public void eat() {
        System.out.println("Animal eat!");
    }
    protected void run() {
        System.out.println("Animal run!");
    }
}

//子类
package temp.animal;

public class Cat extends Animal{
}

//测试类
package temp.test;
import temp.animal.Cat;

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        Cat cat = new Cat();
        cat.eat(); // compile ok
        cat.run(); // compile error
    }
}

Cat是Animal的子类，是继承关系。当我在一个测试类中，新建了一个Cat类对象，试图调用Cat类继承下来的protected修饰的方法run()时，编译不通过。

这里的变量cat，是Cat类吗？是的。Cat类是Animal的子类吗？是的。Cat类继承了Animal的protected方法run()吗？继承了。那为什么cat不能调用run()？

我说了，我的认知把权限和针对范围混淆了，这里的权限修饰符表示的权限始终是针对类的，也就是说，变量cat能否调用protected的run()方法，主要在于它在哪个类里，cat是在Test类中调用的，但是Test显然和Animal不同包，Test也不是Animal子类，所以是没有权限的，也就无法调用。相反，如果在Cat类中新建变量cat，就可以调用run()，或者Test和Animal同包，也是可以调用run()的。

好了，大概就是这样，记录于此，纠偏认知。


6、方法覆盖

在private和继承的关系中我们已经提到，当调用子类对象的方法或属性时，先看子类是否有，如果没有，就到父类对象（且权限允许的情况下）去调用。

这意味着，如果出现和父类同名的方法，调用时会执行子类的方法，而非父类的方法，这个叫方法覆盖，发生在继承关系中。当然，这要求同名、同参、同返回值，且访问权限不能缩小。

另外在方法覆盖和异常抛出上，也有一定的限制：
  • 不可以增加新的异常，即使这个新的异常是父类方法声明中的任何一个异常的子类也不行
  • 不可以抛出 "被覆盖方法抛出异常" 的父类异常

就像一个修理家电的人，他能够修理冰箱，电脑，洗衣机，电视机。 一个年轻人从他这里学的技术，就只能修理这些家电，或者更少。你不能要求他教出来的徒弟用从他这里学的技术去修理直升飞机。

假如我有Cat子类继承Animal父类，父类有run方法，为何子类要覆盖run方法，而不是另外写catRun方法呢？很简单，如果不使用方法覆盖，那么在调用子类时实际其父类的方法也存在，即也可以调用，这不符合面向对象的封装性，这也是方法覆盖的意义所在。


7、Object类

Object类是所有类的父类，位于java.lang包中，任何类的对象，都可以调用Object类中的方法，包括数组对象。

7.1 toString

toString方法可以将任何一个对象转换为字符串返回，返回值的算法为：
getClass().getName() + '@' + Integer.toHexString(hashCode())

即“包名+类名+@+16进制数”，实际上System.out.print( Object obj )则默认调用了toString方法。另外，通常我们某些类的toString需要重写为我们需要的样式。

7.2 equals

equals其实本质上和“==”是一样的，都是比较的对象的虚地址，但是“==”是不能修改的，所以为了按照特定的方式进行两个对象的对比，比如我们希望两个对象的某个属性相同就视为相同的话，就可以采用重写equals方法的方式。

实际上Java中很多提供的类也重写了equals，比如String的equals就是比较两个字符串的内容，而非虚地址。

7.3 hashCode

hashCode方法是获取对象的哈希码，结果是16进制。

（哈希码：哈希码并不是完全唯一的，它是一种算法，让同一个类的对象按照自己不同的特征尽量的有不同的哈希码，但不表示不同的对象哈希码完全不同）

我们在重写equals，往往要连同把hashCode方法进行重写，要求：
  • 如果两个对象用equals返回true，则它们的hashCode必须相同
  • 如果两个对象用equals返回false，那么它们的hashCode值不一定不同

为什么要重写hashCode？假如我们有Book类，两本同名书，但不同的出版社，现在我们希望只要名字相同就视为同一本书，我们重写equals，同名书返回了true，但是如果不重写hashCode，在涉及到Set集合时，比如存入Set集合中，会因为hashCode不同，而无法实现去重。


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