1 继承

1.1 继承的概念

  在现实生活中，继承一般指的是子女继承父辈的财产。在程序中，继承描述的是事物之间的所属关系，通过继承可以使多种事物之间形成一种关系体系。例如公司中的研发部员工和维护部员工都属于员工，程序中便可以描述为研发部员工和维护部员工继承自员工，同理，JavaEE工程师和Android工程师继承自研发部员工，而维网络维护工程师和硬件维护工程师继承自维护部员工。这些员工之间会形成一个继承体系，具体如下图所示。

image.png
  在Java中，类的继承是指在一个现有类的基础上去构建一个新的类，构建出来的新类被称作子类，现有类被称作父类，子类会自动拥有父类所有可继承的属性和方法。
可继承：有可继承就有不可继承，如private修饰的成员属性和成员方法就不可继承。

1.2 继承的格式&使用

  在程序中，如果想声明一个类继承另一个类，需要使用extends关键字。

格式：
class 子类 extends 父类 {}

接下来通过一个案例来学习子类是如何继承父类的
父类Employee.java

/*
    定义员工类
    父类
*/
public class Employee{
    //定义员工属性
    String name;
    //定义员工方法
    public void work(){
        System.out.println("尽心尽力的工作");
    }
}

子类Developer.java

/*
    定义研发部员工类
    子类
*/
public class Developer extends Employee{
    //定义一个打印name的方法
    public void printName(){
        System.out.println("name="+name);
    }
}

测试类TestDemo.java

/*
    测试类
*/
public class TestDemo{
    public static void main(String[] args){
        Developer d = new Developer(); // 创建一个研发部员工类对象
        d.name = "小明"; // 为该员工类的name属性进行赋值
        d.printName(); // 调用该员工的printName()方法
        d.work(); // 调用Developer类继承来的work()方法
    }
}

运行结果如下图所示

image.png

  在上述代码中，Developer类通过extends关键字继承了Employee类，这样Developer类便是Employee类的子类。从运行结果不难看出，子类虽然没有定义name属性和work()方法，但是却能访问这两个成员。这就说明，子类在继承父类的时候，会自动拥有父类的成员。

1.3 继承的好处&注意事项

继承的好处：
  1、继承的出现提高了代码的复用性，提高软件开发效率。
  2、继承的出现让类与类之间产生了关系，提供了多态的前提。
在类的继承中，需要注意一些问题，具体如下：
  1、在Java中，类只支持单继承，不允许多继承，也就是说一个类只能有一个直接父类，例如下面这种情况是不合法的。

     class A{} 
     class B{}
     class C extends A,B{}  // C类不可以同时继承A类和B类

  2、多个类可以继承一个父类，例如下面这种情况是允许的。

     class A{}
     class B extends A{}
     class C extends A{}   // 类B和类C都可以继承类A

  3、在Java中，多层继承是可以的，即一个类的父类可以再去继承另外的父类，例如C类继承自B类，而B类又可以去继承A类，这时，C类也可称作A类的子类。下面这种情况是允许的。

     class A{}
     class B extends A{}   // 类B继承类A，类B是类A的子类
     class C extends B{}   // 类C继承类B，类C是类B的子类，同时也是类A的子类

  4、在Java中，子类和父类是一种相对概念，也就是说一个类是某个类父类的同时，也可以是另一个类的子类。例如上面的这种情况中，B类是A类的子类，同时又是C类的父类。

事务抽取，每个具体事务的共性抽取
子类的共性抽取形成父类
继承体系：
    父类内容最共性
    子类不但拥有共性，还拥有自己的特性

1.4 继承-子父类中成员变量的特点

  当子父类中出现了同名成员变量时，子类对象调用成员变量，子类自己有就调用自己的，子类没有调用父类的
  当子父类中出现了同名成员变量时，在子类中若要访问父类中的成员变量，必须使用关键字super来完成。super用来表示当前对象中包含的父类对象空间的引用。super这里不做具体讲解。

在子类中，访问父类中的成员变量格式：
super.父类中的成员变量

看如下代码：
父类Employee.java

/*
    父类
*/
public class Employee{
    int num = 5;
}

子类Developer.java

/*
    子类
*/
public class Developer extends Employee{
    int num = 6;
    public void print(){
        System.out.println("访问父类的num："+super.num);
        System.out.println("访问子类的num："+this.num);
    }
}

测试类TestDemo.java

/*
    测试类
*/
public class TestDemo{
    public static void main(String[] args){
        Developer d = new Developer(); // 创建一个研发部员工类对象
        d.print();
    }
}

运行结果

image.png

1.5 继承-子父类中成员方法特点-重写&应用

重写的优势：在工程项目中，如果父类的方法不满足要求时，是否改父类方法呢？
答案是不能，原来的代码可能是别人写的，你需要非常了解代码才能改，并且还可能改错了！
正确的方法是在子类中重写父类方法。

子父类中成员方法的特点
  当在程序中通过对象调用方法时，会先在子类中查找有没有对应的方法，若子类中存在就会执行子类中的方法，若子类中不存在就会执行父类中相应的方法。

class Fu{
    public void show(){
        System.out.println("Fu类中的show方法执行");
    }
}
class Zi extends Fu{
    public void show2(){
        System.out.println("Zi类中的show2方法执行");
    }
}
public  class Test{
    public static void main(String[] args) {
        Zi z = new Zi();
        z.show(); //子类中没有show方法，但是可以找到父类方法去执行
        z.show2();
    }
}

成员方法特殊情况——覆盖
  子类中出现与父类一模一样的方法时，会出现覆盖操作，也称为override重写、复写或者覆盖。

class Fu
{
    public void show()
    {
        System.out.println("Fu show");
    }
}
class Zi extends Fu
{
    //子类复写了父类的show方法
    public void show()
    {
        System.out.println("Zi show");
    }
}

方法重写（覆盖）的应用：
  当子类需要父类的功能，而功能主体子类有自己特有内容时，可以重写父类中的方法，这样，即沿袭了父类的功能，又定义了子类特有的内容。
  举例：比如手机，当描述一个手机时，它具有发短信，打电话，显示来电号码功能，后期由于手机需要在来电显示功能中增加显示姓名和头像，这时可以重新定义一个类描述智能手机，并继承原有描述手机的类。并在新定义的类中覆盖来电显示功能，在其中增加显示姓名和头像功能。
父类Phone.java

/*
    手机类
    父类
*/
public class Phone{
    public void sendMessage(){
        System.out.println("发短信");
    }
    
    public void call(){
        System.out.println("打电话");
    }
    
    public void showNum(){
        System.out.println("来电显示");
    }
}

子类NewPhone.java

/*
    智能手机类
    子类
*/
public class NewPhone extends Phone{
    //覆盖父类的来电显示号码功能，并增加自己的显示姓名和图片功能
    public void showNum(){
        //调用父类已经存在的功能使用super
        super.showNum();
        //增加自己特有显示姓名和图片功能
        System.out.println("显示来电姓名");
        System.out.println("显示头像");
    }
}

测试类TestDemo.java

public class TestDemo{
    public static void main(String[] args){
        NewPhone np = new NewPhone();
        np.sendMessage();
        np.call();
        np.showNum();
    }
}

运行结果

image.png

1.6 方法重写的注意事项

写法上稍微注意:必须一模一样:方法的返回值类型 方法名 参数列表都要一样。
总结：当一个类是另一个类中的一种时，可以通过继承，来继承属性与功能。如果父类具备的功能内容需要子类特殊定义时，进行方法重写。

2 抽象类

2.1 抽象类-产生

  当编写一个类时，我们往往会为该类定义一些方法，这些方法是用来描述该类的功能具体实现方式，那么这些方法都有具体的方法体。
  但是有的时候，某个父类只是知道子类应该包含怎么样的方法，但是无法准确知道子类如何实现这些方法。比如一个图形类应该有一个求周长的方法，但是不同的图形求周长的算法不一样。那该怎么办呢？
  分析事物时，发现了共性内容，就出现向上抽取。会有这样一种特殊情况，就是方法功能声明相同，但方法功能主体不同。那么这时也可以抽取，但只抽取方法声明，不抽取方法主体。那么此方法就是一个抽象方法。
  描述JavaEE工程师：行为：工作。
  描述Android工程师：行为：工作。
  JavaEE工程师和Android工程师之间有共性，可以进行向上抽取。抽取它们的所属共性类型：研发部员工。由于JavaEE工程师和Android工程师都具有工作功能，但是他们具体工作内容却不一样。这时在描述研发部员工时，发现了有些功能（工作）不具体，这些不具体的功能，需要在类中标识出来，通过java中的关键字abstract(抽象)。
  当定义了抽象函数的类也必须被abstract关键字修饰，被abstract关键字修饰的类是抽象类。

2.2 抽象类&抽象方法的定义

抽象方法定义的格式：

public abstract 返回值类型 方法名(参数);

抽象类定义的格式：

public abstract class 类名 {
}
有抽象方法就必须定义抽象类，但是定义了抽象类可以定义非抽象方法

抽象类Develop.java

/*
    定义开发工程师类：
        Java EE开发工程师
        Android开发工程师
        定义方法，工作，怎么工作
        
        
    根据共性抽取，然后形成一个父类Develop
    抽象类，不允许实例，不能new
    不能new的原因是，如果真让你new了，对象调用抽象方法，抽象方法没有主体，根本不能运行
    
    抽象类使用：定义类继承抽象类，将抽象方法进行重写，创建子类对象
*/
public abstract class Develop{
    //定义工作方法，但是怎么工作，说不清楚
    //说不清楚就不说，方法没有方法主体，必须使用abstract修饰
    //抽象的方法必须存在于抽象类中，类也必须用abstract修饰
    public abstract void work();
}

子类继承抽象类JavaEE.java

/* 
    定义类，JvaEE开发人员
    继承抽象类Develop，重写抽象方法
*/
public class JavaEE extends Develop{
    //重写父类的抽象方法
    //去掉abstract修饰符，加上方法主体
    public void work(){
        System.out.println("JavaEE工程师在工作");
    }
}

子类继承抽象类Android.java

public class Android extends Develop{
    public void work(){
        System.out.println("Android工程师在工作");
    }
}

测试类TestDemo.java

/*
    测试类
*/
public class TestDemo{
    public static void main(String[] args){
        JavaEE ee = new JavaEE();
        Android a = new Android();
        ee.work();
        a.work();
    }
}

2.3 抽象类的特点：

  1、抽象类和抽象方法都需要被abstract修饰。抽象方法一定要定义在抽象类中。
  2、抽象类不可以直接创建对象，原因：调用抽象方法没有意义。
  3、只有覆盖了抽象类中所有的抽象方法后，其子类才可以创建对象。否则该子类还是一个抽象类。
  4、设计思想：抽象类的作用是继承体系而来的，抽象类强制子类重写父类方法
之所以继承抽象类，更多的是在思想，是面对共性类型操作会更简单。

2.4 抽象类的细节问题：

1、抽象类一定是个父类？
  是的，因为不断抽取而来的。
2、抽象类中是否可以不定义抽象方法。
  是可以的，那这个抽象类的存在到底有什么意义呢？不让该类创建对象,方法可以直接让子类去使用
3、抽象关键字abstract不可以和哪些关键字共存？
  1、private：私有的方法子类是无法继承到的，也不存在覆盖，而abstract和private一起使用修饰方法，abstract既要子类去实现这个方法，而private修饰子类根本无法得到父类这个方法。互相矛盾。
  2、final，暂时不关注，后面学
  3、static，暂时不关注，后面学

3 综合案例---员工类系列定义

3.1 案例介绍

  某IT公司有多名员工，按照员工负责的工作不同，进行了部门的划分（研发部员工、维护部员工）。研发部根据所需研发的内容不同，又分为JavaEE工程师、Android工程师；维护部根据所需维护的内容不同，又分为网络维护工程师、硬件维护工程师。
公司的每名员工都有他们自己的员工编号、姓名，并要做它们所负责的工作。
工作内容
  JavaEE工程师：员工号为xxx的 xxx员工，正在研发淘宝网站
  Android工程师：员工号为xxx的 xxx员工，正在研发淘宝手机客户端软件
  网络维护工程师：员工号为xxx的 xxx员工，正在检查网络是否畅通
  硬件维护工程师：员工号为xxx的 xxx员工，正在修复打印机
请根据描述，完成员工体系中所有类的定义，并指定类之间的继承关系。进行XX工程师类的对象创建，完成工作方法的调用。

3.2 案例分析

根据上述部门的描述，得出如下的员工体系图

image.png

根据员工信息的描述，确定每个员工都有员工编号、姓名、要进行工作。则，把这些共同的属性与功能抽取到父类中（员工类），关于工作的内容由具体的工程师来进行指定。
工作内容
  avaEE工程师：员工号为xxx的 xxx员工，正在研发淘宝网站
  Android工程师：员工号为xxx的 xxx员工，正在研发淘宝手机客户端软件
  网络维护工程师：员工号为xxx的 xxx员工，正在检查网络是否畅通
  硬件维护工程师：员工号为xxx的 xxx员工，正在修复打印机
创建JavaEE工程师对象，完成工作方法的调用

3.3 案例代码实现

定义员工类(抽象类)

public abstract class Employee{
    private String id;      //员工编号
    private String name; //员工姓名
    
    public void setId(String id){
        this.id = id;
    }
    
    public String getId(){
        return id;
    }
    
    public void setName(String name){
        this.name = name;
    }
    
    public String getName(){
        return name;
    }
}

定义研发部员工类Developer 继承 员工类Employee

public abstract class Developer extends Employee {
}

定义维护部员工类Maintainer 继承 员工类Employee

public abstract class Maintainer extends Employee {
}

定义JavaEE工程师 继承 研发部员工类，重写工作方法

public class JavaEE extends Developer{
    public void work(){
        System.out.println("员工工号为"+getId()+"的"+getName()+"员工，正在研发淘宝网站");
    }
}

定义Android工程师 继承 研发部员工类，重写工作方法

public class Android extends Developer{
    public void work() {
        System.out.println("员工号为 " + getId() + " 的 " + getName() + " 员工，正在研发淘宝手机客户端软件");
    }
}

定义Network网络维护工程师 继承 维护部员工类，重写工作方法

public class NetWork{
    public void work() {
        System.out.println("员工号为 " + getId() + " 的 " + getName() + " 员工，正在检查网络是否畅通");
    }
}

定义Hardware硬件维护工程师 继承 维护部员工类，重写工作方法

public class HardWare extends Maintainer{
    public void work(){
        System.out.println("员工号为"+getId()+"的"+getName()+"员工,正在修复打印机");
    }
}

在测试类中，创建JavaEE工程师对象，完成工作方法的调用

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        //创建JavaEE工程师员工对象
        JavaEE ee = new JavaEE();
        //设置该员工的编号
        ee.setId("000015");
        //设置该员工的姓名
        ee.setName("小明");
        //调用该员工的工作方法
        ee.work();
    }
}

image.png