Java继承与多态详解：从基础到实践

"这篇文章主要介绍了Java编程语言中的两个核心概念：继承和多态。通过学习，读者能够理解如何在Java中实现类的继承，以及如何利用多态特性提高代码的灵活性和可扩展性。" 一、继承 1. 介绍 在面向对象编程中，继承是一种机制，允许一个类（子类）继承另一个类（父类）的属性和方法。这样，子类无需重复定义父类已有的功能，而是直接继承并可能进行扩展或修改。Java的继承遵循单一继承原则，即一个类只能有一个直接父类，但可以通过接口实现多重继承的效果。 2. super关键字 `super`关键字用于子类中引用父类的成员。它可以用来调用父类的构造方法、属性和方法。在子类构造器中，使用`super()`或`super(parameters)`来调用父类的构造器，确保先初始化父类的状态。 2.1 调用父类的构造方法 子类的构造器中，必须在第一条执行语句上（通常是this或super）调用父类的构造器，以便初始化父类的部分。这被称为构造方法链。 2.2 构造方法链 当子类构造器调用`super(parameters)`时，控制权会传递给父类的构造器，执行完后再返回到子类构造器继续执行剩余的代码。 2.3 调用父类的方法 在子类中，若需要调用父类的方法，可以使用`super.methodName()`，这样可以明确指定调用父类的版本而非子类可能重写的方法。 3. 方法重写 子类可以重写父类的方法，提供不同的实现。这允许子类根据自身需求定制行为。方法重写要求子类方法的签名与父类完全一致，并且子类方法的访问权限不能小于父类方法的。 4. Object类及其常用方法 所有Java类都默认继承`java.lang.Object`类。Object类提供了几个重要的方法，如`toString()`和`equals()`。 4.1 `toString()`方法 默认情况下，`toString()`返回类名@哈希值的字符串表示。通常需要重写此方法，提供更具意义的对象描述。 4.2 `equals()`方法 `equals()`方法用于比较对象是否相等。默认情况下，它基于内存地址判断，但通常需要重写以实现业务逻辑上的等价比较。 5. 防止拓展与重写 — final关键字 `final`关键字可以应用于类、方法和变量，表示不可改变或不可继承。如果一个类被声明为`final`，则不能有子类；一个方法声明为`final`，则不能在子类中重写；一个变量声明为`final`，其值一旦赋值后就不能更改。 二、多态 6.1 介绍 多态是面向对象的三大特性之一，指的是一个引用类型可以指向不同类型的实例，允许调用相应的成员方法，从而实现不同的行为。这提高了代码的可扩展性和复用性。 6.2 动态绑定 在Java中，非静态方法的调用（包括重写的方法）在运行时绑定，即方法的具体实现取决于实际的对象类型，这就是动态绑定或晚期绑定。 6.3 对象转换和instanceof运算符 6.3.1 对象转换 可以将子类对象向上转型为父类对象，这是安全的。但将父类对象向下转型为子类对象需要谨慎，需确保对象实际是子类实例，否则会抛出`ClassCastException`。 6.3.2 instanceof运算符 `instanceof`运算符用于检查一个对象是否属于特定的类或其子类。返回值为布尔型，表示对象是否是左侧类或其子类的实例。 总结，Java中的继承和多态是面向对象设计的基础，它们使得代码更具有模块化、可扩展性和重用性。理解并熟练运用这两个概念，对于编写高质量的Java代码至关重要。