第5章 继承和多态
继承和多态性是面向对象程序设计的重要内容。继承机制是实现软件构件复用的一种强有力的手段。多态性是面向对象编程的重要特性，是继承产生的结果。Java语言很好的体现了继承和多态性两大特性。本章将讨论用Java语言实现继承和多态性，具体将介绍继承概念、继承的实现、抽象类的作用、方法的覆盖以及用接口实现多继承。
5.1 继承
继承是面向对象程序设计的三大概念之一，是面向对象程序的重要概念，它使程序代码复用成为可能。假设已经定义和实现类DigitalProduction（代表数码产品），需要定义一个新的应用类MobilePhone（代表手机）。由于手机是数码产品的一种，所以没有必要对类DigitalProduction中属于数码产品特征重新书写代码，只需要继承类DigitalProduction的属性特征即可。这样，类MobilePhone通过继承获得了类DigitalProduction的数据和方法。由于类MobilePhone也具有自身的特征，如“进网许可号”，可以为这些异于其他数码产品的特征定义成员数据和成员方法。这样，MobilePhone继承于DigitalProduction，又具有新的属性特征。图5-1可以表示了两个类之间的继承关系。
图5-1 MobilePhone继承DigitalProduction
从这个意义上来说，继承是指一个新的类继承原有类的基本特性，并增加新的特性。通俗地说，新的类与原有类之间体现了一种“is-a”关系。只要类和类之间存在的继承关系，这种扩展可以一直延续下去，它体现出类的层次结构。例如，而类MobilePhone继承于类迷恋的近义词DigitalProduction。而类IntelligentMobile（代表智能手机）继承于类MobilePhone。
继承可以分成两大类型：单继承和多继承。单继承是一个类只能从一个类派生而来，即只有一个父类。多继承是一个类可以从多个类派生而来，可以有多个父类。Java语言只支持单继承，不支持多继承。
5.1.1 父类和子类
Java语言中，继承实际上是一个类扩展一个已有的类。被扩展的类是父类，而扩展类是子
类。子类继承了父类的类成员，并可以定义自己的独特的属性成员。通常体现了子类和父类之间是派生与被派生的关系。所以，有时称父类为基类，而子类称为派生类。
Java语言也体现出类的层次结构。Java语言中定义类java.lang.Object，它是所有类的父类。其他类无论是直接还是间接都是继承了Object类，具有Object类的属性，如在第4章中说明的finalize()方法。比如，Java语言提供的类java.lang.String直接继承于类java.lang.Object，而javax.swing.JOptionPane则是间接继承于考研高频词汇java.lang.Object，JOptionPane类具体继承情况见图5-2。同样，用户自定义类也是直接或间接继承于java.lang.Object类，具体实现见5.1.2。
图5-2 javax.swing.JOptionPane的继承示意
5.1.2 继承的实现
Java语言中是通过关键字extends来实现单继承的。简单的实现格式如下：
class 子类名 extends 父类名{
类体
}
有一点要注意，如果在格式中没有通过extends关键字来标明父类名，这并不是意味着该类无父类，相反，它表示该类是java.lang.Object的子类。
例5.1 类继承的示例。
public class BaClass{ //定义一个类BaClass
public int intValue; //定义成员数据intValue;
public BaClass(){b2b平台
intValue=3;
System.out.println("Ba Class 定义");
}
public void showBaMessage(){
System.out.println("Ba Class 信息");
}
}
public class DerivedClass extends BaClass{//定义类DerivedClass
public DerivedClass(){
System.out.println("Derived Class 定义");
心理健康黑板报 }
public void showDerivedMessage(){
System.out.println("继承而来的数据： "+intValue);//引用继承的成员数据intValue
System.out.println("Derived Class 信息");
}
public static void main(String args[]){
DerivedClass dc=new DerivedClass();
dc.showBaMessage();//引用继承的成员方法showBaMessage
扇形弧长计算公式 dc.showDerivedMessage();
it(0);
}
}
图5-3 例5.1的运行结果
例5.1定义了两个类BaClass和DerivedClass，其中DerivedClass是BaClass的子类，BaClass是DerivedClass的父类。它们之间通过定义DerivedClass中增加extends子句来实现继承关系。尽管类BaClass的定义没有用关键字extends来说明父类，但实际上它是隐性的定义为java.lang.Object的子类。这样，java.lang.Object、BaClass和DerivedClass之间就构成了继承关系链。创建一个子类如漏机油是什么原因DerivedClass的对象时，会从上向下调用Object-BaClass-DerivedClass继承链的默认构造方法。从图5-3中可以看出，创建一个DerivedClass的对象之前先调用了父类BaClass的默认构造方法。注意，如果在继承链中存在某个父类没有定义默认构造方法，会产生编译错误。
不过，尽管子类可以继承父类的成员数据和成员方法，但并不意味着子类可以完全继承父类的全部属性。如果将例5.1中类竹笋怎么做才好吃BaClass的公有（public）成员数据intValue改成私有（private）成员数据，再编译类Derived，会发现程序出现编译错误。这是由于类成员的访问控制限制了类成员的可见性。父类的私有成员是不能被子类所继承。就好比孩子继承了父亲的部分特征，而不是全部特征。
5.2 抽象类
在现实生活中，可以发现这样的现象：许多实物抽象出成为一个共同的类别，如“交通工具”，但是“交通工具”并直接对应着实际存在的类别如卡车、自行车、三轮车等。又如“动物”，并不特指具体的某个实际存在，它只是哺乳动物、两栖动物等以有机物为食物，可运动生物的统称。“交通工具”、“动物”等这些只是作为一个抽象概念存在，对一组固定实现的抽象描述，并不对应具体的概念。因此，在面向对象程序设计中，可以将这些抽象描述定义为抽象类，而这一组任意个可能的具体实现则表现为所有可能的派生类。由于抽象类对一组具体实现的抽象性描述，所以抽象体是不能修改的。通常抽象类不具备实际功能，只用来派生子类。
5.2.1 抽象方法
Java语言中，用关键字abstract修饰的方法为抽象方法。语法格式形如：
abstract 返回值类型 方法名（[形式参数]）；
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例如： abstract void showMessage();
抽象方法只有方法头没有方法体，即只提供方法的规格说明，没有具体的实现。抽象方法只能出现在抽象类（见5.2.2）和接口（见5.4）中，其他类中定义会产生编译错误。有两点必须注意：
1）final关键字不能修饰抽象方法。这是因为final是不可修改的方法是最终的方法，而抽象方法没有方法体，能被派生类进行覆盖；
2）static是不能修饰抽象方法的。静态方法占据固定内存空间，而抽象方法根本就不可能运行，不会加载到内存中。所以，static关键字不能修饰抽象方法。
5.2.2 抽象类
抽象类是用关键字abstract修饰的类为抽象类。语法格式形如：
abstract class 抽象类名 {
类体
}
抽象类只是具体实体的抽象描述，是不可以实例化对象。尽管抽象类定义构造方法是没有语法错误，但是没有实际意义。抽象类中可以定义非抽象方法，也可以定义抽象方法。抽象方法在它的派生子类中可以覆盖，来实现具体功能。抽象类派生出的子类，必须对抽象类中的抽象方法重写。如果没有对抽象方法重写，该子类须定义为抽象类，否则产生编译错误。
与抽象方法类似，如果一个类要定义为抽象类，就不能用关键字static或关键字final修饰，原因同抽象方法，在这里就不再说明。
例5.2 抽象类的示例。
public abstract class AbstractClassExample{ //AbstractClassExample.java
public abstract void showMessage(); //定义抽象方法showMessage()
public void printClassName(String name){//定义非抽象方法printClassName(String)
System.out.println(name);
}
}
public class DerivedAbstractClass extends AbstractClassExample{//DerivedAbstractClass.java
public DerivedAbstractClass(){
System.out.println("Derived Abstract Class Definition");
}
public void showMessage(){ //覆盖父类的showMessage()方法;
System.out.println("Derived Abstract Class Message");
