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Java中的類繼承到底繼承了什麼?

繼承的最大好處就是為了實現代碼的復用。那麼,子類到底從父類得到的什麼呢?

實例成員

父類的private成員不會被子類繼承,子類不能訪問。但是子類對象的確包含父類的私有成員。 父類的 包訪問成員 繼承為子類的包訪問成員。就好像他們直接定義在子類中一樣。 父類的 protected 成員繼承為子類的protected 成員。就好像他們直接定義在子類中一樣。 父類的 public 成員繼承為子類的public 成員,就好像他們直接定義在子類中一樣。

實例方法

繼承到的實例方法在子類中可以直接被使用,還需重點理解是方法的重寫和重載。

重寫override

一個繼承鏈中,父類的方法對於子類來說具有相同的語義,但是不同的細節操作,因此子類需要override父類的這個方法以滿足自己的需求。

注意的點:

1、方法名,參數表一定和父類中的相同,返回類型相同,或者是子類。

1、訪問權限一定不低於父類的實例方法

2、拋出的異常一定是父類方法拋出的異常相同,或者子類。

如果拿C++和java對比,那麼java中的實例方法默認都是virtual的(java中沒有virtual這個key word),因此在java中,子類可以直接重寫父類方法的任何非final實例方法,但是在C++中,除非父類使用virtual標記一個方法為虛方法,子類才可以override這個方法。

對於重寫的方法,javac是不能確定的具體要調用那個類的方法,而是產生特殊的字節碼讓jvm去動態決定什麼方法。這個就是所謂的前期綁定和後期綁定的差異。

public class Test
{
    public static void main(String [] args){
        
        Object o = new SubClass();        
        o.toString();
    }
}
class SubClass extends Object
{
    public String toString()     //重寫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處紅色標記 的代碼,重要的區別就是invokespecial invokevirtual :invokespecial 代表前期綁定,在編譯期就能決定調用什麼方法,由javac確定調用什麼方法。invokevirtual 則是方法的後期綁定,由JVM決定調用什麼方法。

第一處是Test類的構造函數調用父類Object的構造函數,編譯期確定,他是前期綁定。

第二處是因為new 了一個SubClass對象,調用SubClass的構造函數,編譯期確定,他也是前期綁定的。

第三處是因為我們的 Object o 引用了重寫了toString方法的SubClass對象,javac不能知道具體調用Object中的toString,還是SubClass中的toString,於是產生特殊代碼讓JVM去決定。

修飾為 static  、 final 、private 的方法一定是前期綁定,因為他們根本都不存在override。

JVM需要在運行時動態決定調用那個版本的方法,這個過程對JVM來說就是 virtual method lookup(虛方法查找)。JVM將會從實際對象所屬的類 和 他的最近的父類中查找。如果自己定義了,則調用自己的版本,如果沒有則調用父類的版本。

重載overload

重載的定義:函數重載是指在同一作用域內,可以有一組具有相同函數名,不同參數列表的函數,這組函數被稱為重載函數

注意:重載與否,不考慮函數的返回類型。C++也是如此。也就是說,2個函數的返回類型同不同都不影響他們能不能形成重載,只要他們函數名相同,參數表不同就滿足重載。

Java是默認是支持跨類重載的。但是C++就默認不支持在子類中重載父類的實例方法。那也就是說:java中的實例方法會自動導入到子類的作用域中,而C++則不是。

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) //在子類中重載父類方法 { for(int i=0;i<times;++i) { System.out.println(msg); } } }

 對於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將父類中的版本引如到子類的作用域中,這樣才能形成跨類重載,否則子類在使用一個參數版本的print函數時,會出現以下編譯錯誤:
         *
         * error: no matching function for call to ‘Derive::print(const char [6])’
         *意思是編譯器在Derive類中找不到print(const char [6])版本的函數
         * */
        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");

}

實例字段

實例字段沒有什麼要說的,要說的就是實例字段的隱藏了:在子類中定義一個和父類同名的字段,那麼子類中的名稱將會隱藏父類中的同名字段。

幾乎沒有人使用這個技術,如果用到了,那麼說明代碼設計有問題(bad code)。

class Base
{
    protected int i = 100;
}


class Derive extends Base
{

    private int i = 1000;               //隱藏了父類字段 i
    public void foo()
    {
        
        System.out.println(i);          //代表this.i
        System.out.println(this.i);     
        
        System.out.println(super.i);     //使用父類被隱藏的i
        
    }
    

} 

也可以使用cast,這是最終極的手段。因為super只能引用直接父類的成員,而不能引用父類的父類的成員。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成員

static會被子類繼承嗎?答案是會。他們會被繼承為子類的static成員,而不是子類實例的成員。

同樣,private static成員不會被繼承,只有 包訪問 權限 ,protected public 成員才會被繼承。

父類的private成員不會被子類繼承,子類不能訪問。 父類的 包訪問成員 繼承為子類的包訪問成員。就好像他們直接定義在子類中一樣。 父類的 protected 成員繼承為子類的protected 成員。就好像他們直接定義在子類中一樣。 父類的 public 成員繼承為子類的public 成員,就好像他們直接定義在子類中一樣。  
 

static 成員同樣也可以使用實例成員的訪問修飾符 public ,包訪問,protected , priavcte。

static方法

static方法不能被override,只能被隱藏。

static字段

和實例字段一樣,static字段也可以被隱藏。如果要引用被隱藏的父類static字段,則需要顯式的通過父類的類名來使用。隱藏static字段通常也最好不要使用。

構造函數

構造函數不能繼承,但是子類一定可以(也必須)借用父類的構造函數。java保證:除了Object類對象,每一個類的實例在構造時,先去調用父類的構造函數。

我們自定義類的構造函數的第一句一定是super(xx,...),如果不是,那麼第一句就一定是this(xx,...)去調用本類的另一個構造函數。

如果子類構造函數不顯式的調用super(),那麼,javac會自動插入super(),也就是父類無參數的構造函數。 

對於構造函數,其實類中所有構造函數都是隱式static的。很明顯的例證就是 構造函數無需通過實例就可以調用。

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