Java面向对象之继承、构造方法、重写、重载怎么实现

1. 继承

1.1 什么是继承

继承是面向对象编程中的一个重要特性，它允许一个类（子类）继承另一个类（父类）的属性和方法。通过继承，子类可以复用父类的代码，并且可以在子类中添加新的属性和方法，或者重写父类的方法。

1.2 继承的实现

在Java中，使用extends关键字来实现继承。子类继承父类的所有非私有成员（属性和方法），并且可以访问父类的公有和保护成员。

// 父类
class Animal {
    String name;

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

    public void eat() {
        System.out.println(name + " is eating.");
    }
}

// 子类
class Dog extends Animal {
    public Dog(String name) {
        super(name); // 调用父类的构造方法
    }

    public void bark() {
        System.out.println(name + " is barking.");
    }
}

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Dog dog = new Dog("Buddy");
        dog.eat();  // 继承自父类的方法
        dog.bark(); // 子类自己的方法
    }
}

1.3 继承的特点

• 单继承：Java不支持多继承，一个类只能继承一个父类。
• 多层继承：一个类可以继承另一个类，而被继承的类又可以继承其他类，形成多层继承关系。
• 方法重写：子类可以重写父类的方法，以实现不同的行为。

2. 构造方法

2.1 什么是构造方法

构造方法是一种特殊的方法，用于在创建对象时初始化对象的状态。构造方法的名称必须与类名相同，并且没有返回类型（包括void）。

2.2 构造方法的实现

class Person {
    String name;
    int age;

    // 无参构造方法
    public Person() {
        this.name = "Unknown";
        this.age = 0;
    }

    // 带参构造方法
    public Person(String name, int age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
    }

    public void display() {
        System.out.println("Name: " + name + ", Age: " + age);
    }
}

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Person person1 = new Person(); // 使用无参构造方法
        person1.display();

        Person person2 = new Person("Alice", 25); // 使用带参构造方法
        person2.display();
    }
}

2.3 构造方法的特点

• 默认构造方法：如果一个类没有定义任何构造方法，Java会自动提供一个无参的默认构造方法。
• 构造方法重载：一个类可以有多个构造方法，只要它们的参数列表不同即可。
• 构造方法调用：在子类的构造方法中，可以使用super()调用父类的构造方法。

3. 方法重写

3.1 什么是方法重写

方法重写（Override）是指子类重新定义父类中的方法。重写的方法必须与父类方法具有相同的名称、参数列表和返回类型。

3.2 方法重写的实现

class Animal {
    public void makeSound() {
        System.out.println("Animal is making a sound.");
    }
}

class Dog extends Animal {
    @Override
    public void makeSound() {
        System.out.println("Dog is barking.");
    }
}

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Animal myAnimal = new Animal(); // 创建Animal对象
        Animal myDog = new Dog();      // 创建Dog对象

        myAnimal.makeSound(); // 输出: Animal is making a sound.
        myDog.makeSound();    // 输出: Dog is barking.
    }
}

3.3 方法重写的特点

• 访问权限：重写的方法不能比父类方法具有更严格的访问权限。例如，如果父类方法是public，子类方法不能是private。
• 返回类型：重写的方法必须与父类方法具有相同的返回类型，或者是其子类型。
• 异常处理：重写的方法不能抛出比父类方法更多的异常。

4. 方法重载

4.1 什么是方法重载

方法重载（Overload）是指在同一个类中定义多个方法，它们具有相同的名称但参数列表不同。方法重载允许一个类中有多个同名方法，只要它们的参数类型、个数或顺序不同即可。

4.2 方法重载的实现

class Calculator {
    public int add(int a, int b) {
        return a + b;
    }

    public double add(double a, double b) {
        return a + b;
    }

    public int add(int a, int b, int c) {
        return a + b + c;
    }
}

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Calculator calc = new Calculator();

        System.out.println(calc.add(2, 3));          // 输出: 5
        System.out.println(calc.add(2.5, 3.5));      // 输出: 6.0
        System.out.println(calc.add(2, 3, 4));       // 输出: 9
    }
}

4.3 方法重载的特点

• 参数列表不同：重载的方法必须具有不同的参数列表（参数类型、个数或顺序不同）。
• 返回类型无关：方法重载与返回类型无关，不能仅通过返回类型来区分重载方法。
• 访问权限无关：方法重载与访问权限无关，重载的方法可以具有不同的访问权限。

5. 总结

在Java面向对象编程中，继承、构造方法、方法重写和方法重载是非常重要的概念。通过继承，子类可以复用父类的代码，并且可以扩展或修改父类的行为。构造方法用于初始化对象的状态，而方法重写和方法重载则允许我们在不同的上下文中使用相同的方法名，以实现不同的功能。

掌握这些概念和技巧，可以帮助我们编写更加灵活、可维护和可扩展的Java代码。