继承与多态

在掌握了类与对象的基础概念和封装机制后，我们来学习面向对象编程的另外两个重要特性：继承和多态。继承是一种代码复用机制，允许子类继承父类的属性和方法；多态是一种面向对象特性，允许同一操作作用于不同对象产生不同行为。

作用

继承和多态使代码更加灵活和可扩展，减少了代码重复，提高了代码的可维护性。它们允许我们以统一的方式处理不同类型的对象，同时保持各自的特殊行为。通过继承，我们可以复用现有代码；通过多态，我们可以实现更灵活的程序设计。

例子

Animal.javaDog.javaCat.javaMain.java

public class Animal {
    // 受保护的属性，允许子类访问
    protected String name;

    // 构造方法
    public Animal(String name) {
        this.name = name;
    }

    // 可以被重写的方法
    public void makeSound() {
        System.out.println("动物发出声音");
    }
}

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

    // 重写父类方法，实现多态
    @Override
    public void makeSound() {
        System.out.println(name + "汪汪叫");
    }
}

public class Cat extends Animal {
    // 子类构造方法，调用父类构造方法
    public Cat(String name) {
        super(name);
    }

    // 重写父类方法，实现多态
    @Override
    public void makeSound() {
        System.out.println(name + "喵喵叫");
    }
}

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建动物对象，使用父类引用指向子类对象
        Animal dog = new Dog("小黑");
        Animal cat = new Cat("咪咪");

        // 多态演示，同一方法调用产生不同行为
        dog.makeSound();  // 输出：小黑汪汪叫
        cat.makeSound();  // 输出：咪咪喵喵叫
    }
}

图表说明

classDiagram
    class Object {
        + toString()
        + equals(Object obj)
        + hashCode()
        + getClass()
    }

    class Animal {
        # String name
        + Animal(String name)
        + makeSound()
    }

    class Dog {
        + Dog(String name)
        + makeSound()
    }

    class Cat {
        + Cat(String name)
        + makeSound()
    }

    Object <|-- Animal : 继承
    Animal <|-- Dog : 继承
    Animal <|-- Cat : 继承

详细说明

继承的特点：
- 子类继承父类的属性和方法，实现代码复用
- 子类可以重写父类方法，实现自己的行为
- 子类可以添加新的属性和方法，扩展功能
- Java只支持单继承，一个类只能有一个父类
Object类：
- Object是Java中所有类的根类，所有类都直接或间接继承自Object
- 提供基础方法实现，如toString()、equals()、hashCode()等
- 这些方法可以被重写以满足特定需求
- 是Java类体系的根基，确保所有对象都具有基本功能
多态的实现：
- 父类引用指向子类对象，实现向上转型
- 方法重写实现多态，同一方法不同行为
- 运行时动态绑定，根据实际对象类型调用方法
核心概念：
- extends：继承关键字，建立父子类关系
- @Override：方法重写注解，确保正确重写
- super：访问父类成员，调用父类方法

注意事项

Java是单继承，一个类只能继承一个父类
重写方法访问权限不能比父类更严格
父类私有成员不能被继承
构造方法不被继承，但可通过super调用
final类不能被继承，final方法不能被重写