继承（Inheritance）

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2023-12-01

继承可以定义为一个类获取另一个类的属性（方法和字段）的过程。通过使用继承，可以按层次顺序管理信息。

继承其他属性的类称为子类（派生类，子类），其属性被继承的类称为超类（基类，父类）。

扩展关键字

extends是用于继承类属性的关键字。以下是extends关键字的语法。

Syntax

class Super {
   .....
   .....
}
class Sub extends Super {
   .....
   .....
}

示例代码 (Sample Code)

以下是演示Java继承的示例。在此示例中，您可以观察两个类，即Calculation和My_Calculation。

使用extends关键字，My_Calculation继承Calculation类的方法addition（）和Subtraction（）。

将以下程序复制并粘贴到名为My_Calculation.java的文件中

Example

class Calculation {
   int z;
   public void addition(int x, int y) {
      z = x + y;
      System.out.println("The sum of the given numbers:"+z);
   }
   public void Subtraction(int x, int y) {
      z = x - y;
      System.out.println("The difference between the given numbers:"+z);
   }
}
public class My_Calculation extends Calculation {
   public void multiplication(int x, int y) {
      z = x * y;
      System.out.println("The product of the given numbers:"+z);
   }
   public static void main(String args[]) {
      int a = 20, b = 10;
      My_Calculation demo = new My_Calculation();
      demo.addition(a, b);
      demo.Subtraction(a, b);
      demo.multiplication(a, b);
   }
}

编译并执行上面的代码，如下所示。

javac My_Calculation.java
java My_Calculation

执行程序后，它将产生以下结果 -

Output

The sum of the given numbers:30
The difference between the given numbers:10
The product of the given numbers:200

在给定的程序中，当创建一个My_Calculation类的对象时，会在其中创建超类的内容的副本。这就是为什么，使用子类的对象，您可以访问超类的成员。

Superclass引用变量可以包含子类对象，但是使用该变量只能访问超类的成员，因此要访问两个类的成员，建议始终为子类创建引用变量。

如果考虑上述程序，可以实例化下面给出的类。但是使用超类引用变量（在本例中为cal ），您无法调用方法multiplication() ，它属于子类My_Calculation。

Calculation demo = new My_Calculation();
demo.addition(a, b);
demo.Subtraction(a, b);

Note - 子类从其超类继承所有成员（字段，方法和嵌套类）。构造函数不是成员，因此它们不是由子类继承的，但是可以从子类调用超类的构造函数。

超级关键字

super关键字与this关键字类似。以下是使用super关键字的方案。

如果它们具有相同的名称，它用于differentiate the members超类的成员和子类的成员。
它用于从子类invoke the superclass构造函数。

区分会员

如果一个类继承了另一个类的属性。如果超类的成员具有与子类相同的名称，为了区分这些变量，我们使用super关键字，如下所示。

super.variable
super.method();

示例代码 (Sample Code)

本节为您提供演示super关键字用法的程序。

在给定的程序中，您有两个类，即Sub_class和Super_class ，它们都有一个名为display（）的方法，具有不同的实现，以及一个名为num的变量，具有不同的值。我们调用两个类的display（）方法并打印两个类的变量num的值。在这里，您可以观察到我们使用了super关键字来区分超类和子类的成员。

将程序复制并粘贴到名为Sub_class.java的文件中。

Example

class Super_class {
   int num = 20;
   // display method of superclass
   public void display() {
      System.out.println("This is the display method of superclass");
   }
}
public class Sub_class extends Super_class {
   int num = 10;
   // display method of sub class
   public void display() {
      System.out.println("This is the display method of subclass");
   }
   public void my_method() {
      // Instantiating subclass
      Sub_class sub = new Sub_class();
      // Invoking the display() method of sub class
      sub.display();
      // Invoking the display() method of superclass
      super.display();
      // printing the value of variable num of subclass
      System.out.println("value of the variable named num in sub class:"+ sub.num);
      // printing the value of variable num of superclass
      System.out.println("value of the variable named num in super class:"+ super.num);
   }
   public static void main(String args[]) {
      Sub_class obj = new Sub_class();
      obj.my_method();
   }
}

使用以下语法编译并执行上述代码。

javac Super_Demo
java Super

执行程序时，您将获得以下结果 -

Output

This is the display method of subclass
This is the display method of superclass
value of the variable named num in sub class:10
value of the variable named num in super class:20

调用超类构造函数

如果类继承了另一个类的属性，则子类会自动获取超类的默认构造函数。但是如果要调用超类的参数化构造函数，则需要使用super关键字，如下所示。

super(values);

示例代码 (Sample Code)

本节中给出的程序演示了如何使用super关键字来调用超类的参数化构造函数。该程序包含一个超类和一个子类，其中超类包含一个接受整数值的参数化构造函数，我们使用super关键字来调用超类的参数化构造函数。

将以下程序复制并粘贴到名为Subclass.java的文件中

Example

class Superclass {
   int age;
   Superclass(int age) {
      this.age = age; 		 
   }
   public void getAge() {
      System.out.println("The value of the variable named age in super class is: " +age);
   }
}
public class Subclass extends Superclass {
   Subclass(int age) {
      super(age);
   }
   public static void main(String argd[]) {
      Subclass s = new Subclass(24);
      s.getAge();
   }
}

使用以下语法编译并执行上述代码。

javac Subclass
java Subclass

执行程序时，您将获得以下结果 -

Output

The value of the variable named age in super class is: 24

IS-A Relationship

IS-A是一种说法:该对象是该对象的一种。让我们看看如何使用extends关键字来实现继承。

public class Animal {
}
public class Mammal extends Animal {
}
public class Reptile extends Animal {
}
public class Dog extends Mammal {
}

现在，基于上面的例子，在面向对象的术语中，以下是真实的 -

动物是哺乳动物类的超类。
Animal是Reptile类的超类。
哺乳动物和爬行动物是动物类的亚类。
狗是哺乳动物和动物类的子类。

现在，如果我们考虑IS-A关系，我们可以说 -

Mammal IS-A Animal
Reptile IS-A Animal
Dog IS-A Mammal
因此:狗IS-A动物也是如此

通过使用extends关键字，子类将能够继承超类的所有属性，除了超类的私有属性。

我们可以通过使用实例运算符来确保Mammal实际上是一个Animal。

Example

class Animal {
}
class Mammal extends Animal {
}
class Reptile extends Animal {
}
public class Dog extends Mammal {
   public static void main(String args[]) {
      Animal a = new Animal();
      Mammal m = new Mammal();
      Dog d = new Dog();
      System.out.println(m instanceof Animal);
      System.out.println(d instanceof Mammal);
      System.out.println(d instanceof Animal);
   }
}

这将产生以下结果 -

Output

true
true
true

由于我们对extends关键字有很好的理解，因此我们来看看implements关键字如何用于获取IS-A关系。

通常， implements关键字与类一起使用以继承接口的属性。接口永远不能由类扩展。

Example

public interface Animal {
}
public class Mammal implements Animal {
}
public class Dog extends Mammal {
}

关键字的实例

让我们使用instanceof运算符来检查确定Mammal是否实际上是Animal，而dog实际上是Animal。

Example

interface Animal{}
class Mammal implements Animal{}
public class Dog extends Mammal {
   public static void main(String args[]) {
      Mammal m = new Mammal();
      Dog d = new Dog();
      System.out.println(m instanceof Animal);
      System.out.println(d instanceof Mammal);
      System.out.println(d instanceof Animal);
   }
}

这将产生以下结果 -

Output

true
true
true

HAS-A relationship

这些关系主要基于用法。这决定了某某类HAS-A是否有某种东西。这种关系有助于减少代码重复和错误。

让我们看一个例子 -

Example

public class Vehicle{}
public class Speed{}
public class Van extends Vehicle {
   private Speed sp;
}

这表明class有HAS-A速度。通过为Speed提供一个单独的类，我们不必将属于speed的整个代码放在Van类中，这样就可以在多个应用程序中重用Speed类。

在面向对象的功能中，用户无需担心哪个对象正在进行实际工作。为了实现这一点，Van类隐藏了Van类用户的实现细节。因此，基本上会发生的事情是用户会要求Van类执行某个操作，而Van类要么自己完成工作要么要求另一个类执行操作。

继承的类型

如下所示，存在各种类型的继承。

需要记住的一个非常重要的事实是Java不支持多重继承。这意味着一个类不能扩展多个类。因此以下是非法的 -

Example

public class extends Animal, Mammal{}

但是，一个类可以实现一个或多个接口，这有助于Java摆脱多重继承的不可能性。