java中类继承，到底继承了什么？

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java中类继承，到底继承了什么？

2024-08-26 11:26:55 225人阅读

继承的最大好处就是为了实现代码的复用。那么，子类到底从父类得到的什么呢？

实例成员

父类的private成员不会被子类继承，子类不能访问。但是子类对象的确包含父类的私有成员。

父类的包访问成员继承为子类的包访问成员。就好像他们直接定义在子类中一样。

父类的 protected 成员继承为子类的protected 成员。就好像他们直接定义在子类中一样。

父类的 public 成员继承为子类的public 成员，就好像他们直接定义在子类中一样。

实例方法

继承到的实例方法在子类中可以直接被使用，还需重点理解是方法的重写和重载。

重写override

一个继承链中，父类的方法对于子类来说具有相同的语义，但是不同的细节操作，因此子类需要override父类的这个方法以满足自己的需求。

注意的点：

1、方法名，参数表一定和父类中的相同，返回类型相同，或者是子类。

1、访问权限一定不低于父类的实例方法

2、抛出的异常一定是父类方法抛出的异常相同，或者子类。

如果拿C++和java对比，那么java中的实例方法默认都是virtual的（java中没有virtual这个key word），因此在java中，子类可以直接重写父类方法的任何非final实例方法，但是在C++中，除非父类使用virtual标记一个方法为虚方法，子类才可以override这个方法。

对于重写的方法，javac是不能确定的具体要调用那个类的方法，而是产生特殊的字节码让jvm去动态决定什么方法。这个就是所谓的前期绑定和后期绑定的差异。

public class Test
{
    public static void main(String [] args){
        
        Object o = new SubClass();        
        o.toString();
    }
}
class SubClass extends Object
{
    public String toString()     //重写Object 的toString方法
    {
        return "SubClass";
    }
}

Compiled from "Test.java"
public class Test {
  public Test();
    Code:
       0: aload_0
       1: invokespecial #1                  // Method java/lang/Object."<init>":()V       
       4: return

  public static void main(java.lang.String[]);
    Code:
       0: new           #2                  // class SubClass
       3: dup
       4: invokespecial #3                  // Method SubClass."<init>":()V
       7: astore_1
       8: aload_1
       9: invokevirtual #4                  // Method java/lang/Object.toString:()Ljava/lang/String;
      12: pop
      13: return
}

其中3处红色标记的代码，重要的区别就是invokespecial 和 invokevirtual ：invokespecial 代表前期绑定，在编译期就能决定调用什么方法，由javac确定调用什么方法。invokevirtual 则是方法的后期绑定，由JVM决定调用什么方法。

第一处是Test类的构造函数调用父类Object的构造函数，编译期确定，他是前期绑定。

第二处是因为new 了一个SubClass对象，调用SubClass的构造函数，编译期确定，他也是前期绑定的。

第三处是因为我们的 Object o 引用了重写了toString方法的SubClass对象，javac不能知道具体调用Object中的toString，还是SubClass中的toString，于是产生特殊代码让JVM去决定。

修饰为 static 、 final 、private 的方法一定是前期绑定，因为他们根本都不存在override。

JVM需要在运行时动态决定调用那个版本的方法，这个过程对JVM来说就是 virtual method lookup（虚方法查找）。JVM将会从实际对象所属的类和他的最近的父类中查找。如果自己定义了，则调用自己的版本，如果没有则调用父类的版本。

重载overload

重载的定义：函数重载是指在同一作用域内，可以有一组具有相同函数名，不同参数列表的函数，这组函数被称为重载函数。

注意：重载与否，不考虑函数的返回类型。C++也是如此。也就是说，2个函数的返回类型同不同都不影响他们能不能形成重载，只要他们函数名相同，参数表不同就满足重载。

Java是默认是支持跨类重载的。但是C++就默认不支持在子类中重载父类的实例方法。那也就是说：java中的实例方法会自动导入到子类的作用域中，而C++则不是。

public class Test
{

    public static void main(String[] args)
    {

        Derive d = new Derive();
        
        d.print("hello", 2);
        
        d.print("world");
       
/*  output
hello
hello
world
world
world
world
world

*/
        

    }

}


class Base
{

    public void print(String msg)
    {
        
        for(int i=0;i<5;++i)
        {
            System.out.println(msg);
        }
        
    }

}


class Derive extends Base
{
    
    public void print(String msg,int times)     //在子类中重载父类方法
    {
        for(int i=0;i<times;++i)
        {
            System.out.println(msg);
        }
    }
    

}

对于C++

#include<iostream>
#include<string>

using namespace std;

class Base
{

    public :
        void print(const string& msg) const
        {
            for(int i=0;i<5;++i)
            {
                std::cout<<msg<<std::endl;
            }
        }

};


class Derive:public Base
{
    
    public :

        /*
         *需要使用using Base::print将父类中的版本引如到子类的作用域中，这样才能形成跨类重载，否则子类在使用一个参数版本的print函数时，会出现以下编译错误：
         *
         * error: no matching function for call to ‘Derive::print(const char [6])’
         *意思是编译器在Derive类中找不到print(const char [6])版本的函数
         * */
        using Base::print;
        void print(const string& msg,const int times) const
        {
            for(int i=0;i<times;++i)
            {
                std::cout<<msg<<std::endl;
            }
        }

};


int main()
{

    Derive d ;
    d.print("hello",2);
    d.print("world");

}

View Code

实例字段

实例字段没有什么要说的，要说的就是实例字段的隐藏了：在子类中定义一个和父类同名的字段，那么子类中的名称将会隐藏父类中的同名字段。

几乎没有人使用这个技术，如果用到了，那么说明代码设计有问题（bad code）。

class Base
{
    protected int i = 100;
}


class Derive extends Base
{

    private int i = 1000;               //隐藏了父类字段 i
    public void foo()
    {
        
        System.out.println(i);          //代表this.i
        System.out.println(this.i);     
        
        System.out.println(super.i);     //使用父类被隐藏的i
        
    }
    

}

也可以使用cast，这是最终极的手段。因为super只能引用直接父类的成员，而不能引用父类的父类的成员。但使用cast可以做到。

class A
{
    protected int i = 100;
}

class B extends A
{
    protected int i = 1000;
}

class C extends B
{
    private int i = 10000;
    
    public void foo()
    {
        System.out.println("this.i:"+this.i);   //10000
        
        System.out.println("B.this.i:"+ ((B)this).i  );  //1000
        
        System.out.println("A.this.i:"+ ((A)this).i  ); //100
    }
}

static成员

static会被子类继承吗？答案是会。他们会被继承为子类的static成员，而不是子类实例的成员。

同样，private static成员不会被继承，只有包访问权限，protected public 成员才会被继承。

父类的private成员不会被子类继承，子类不能访问。

父类的包访问成员继承为子类的包访问成员。就好像他们直接定义在子类中一样。

父类的 protected 成员继承为子类的protected 成员。就好像他们直接定义在子类中一样。

父类的 public 成员继承为子类的public 成员，就好像他们直接定义在子类中一样。

static 成员同样也可以使用实例成员的访问修饰符 public ，包访问，protected ， priavcte。

static方法

static方法不能被override，只能被隐藏。

static字段

和实例字段一样，static字段也可以被隐藏。如果要引用被隐藏的父类static字段，则需要显式的通过父类的类名来使用。隐藏static字段通常也最好不要使用。

构造函数

构造函数不能继承，但是子类一定可以(也必须)借用父类的构造函数。java保证：除了Object类对象，每一个类的实例在构造时，先去调用父类的构造函数。

我们自定义类的构造函数的第一句一定是super(xx,...)，如果不是，那么第一句就一定是this(xx,...)去调用本类的另一个构造函数。

如果子类构造函数不显式的调用super()，那么，javac会自动插入super()，也就是父类无参数的构造函数。

对于构造函数，其实类中所有构造函数都是隐式static的。很明显的例证就是构造函数無需通過实例就可以调用。