JAVA面試題解惑系列(九)——繼承、多態(tài)、重載和重寫.doc

JAVA面試題解惑系列（九）繼承、多態(tài)、重載和重寫什么是多態(tài)？它的實(shí)現(xiàn)機(jī)制是什么呢？重載和重寫的區(qū)別在那里？這就是這一次我們要回顧的四個(gè)十分重要的概念：繼承、多態(tài)、重載和重寫。 繼承(inheritance) 簡(jiǎn)單的說(shuō)，繼承就是在一個(gè)現(xiàn)有類型的基礎(chǔ)上，通過(guò)增加新的方法或者重定義已有方法（下面會(huì)講到，這種方式叫重寫）的方式，產(chǎn)生一個(gè)新的類型。繼承是面向?qū)ο蟮娜齻€(gè)基本特征-封裝、繼承、多態(tài)的其中之一，我們?cè)谑褂肑AVA時(shí)編寫的每一個(gè)類都是在繼承，因?yàn)樵贘AVA語(yǔ)言中，java.lang.Object類是所有類最根本的基類（或者叫父類、超類），如果我們新定義的一個(gè)類沒有明確地指定繼承自哪個(gè)基類，那么JAVA就會(huì)默認(rèn)為它是繼承自O(shè)bject類的。 我們可以把JAVA中的類分為以下三種： 1. 類：使用class定義且不含有抽象方法的類。 2. 抽象類：使用abstract class定義的類，它可以含有，也可以不含有抽象方法。 3. 接口：使用interface定義的類。 在這三種類型之間存在下面的繼承規(guī)律： 類可以繼承（extends）類，可以繼承（extends）抽象類，可以繼承（implements）接口。 抽象類可以繼承（extends）類，可以繼承（extends）抽象類，可以繼承（implements）接口。 接口只能繼承（extends）接口。 請(qǐng)注意上面三條規(guī)律中每種繼承情況下使用的不同的關(guān)鍵字extends和implements，它們是不可以隨意替換的。大家知道，一個(gè)普通類繼承一個(gè)接口后，必須實(shí)現(xiàn)這個(gè)接口中定義的所有方法，否則就只能被定義為抽象類。我在這里之所以沒有對(duì)implements關(guān)鍵字使用“實(shí)現(xiàn)”這種說(shuō)法是因?yàn)閺母拍钌蟻?lái)說(shuō)它也是表示一種繼承關(guān)系，而且對(duì)于抽象類implements接口的情況下，它并不是一定要實(shí)現(xiàn)這個(gè)接口定義的任何方法，因此使用繼承的說(shuō)法更為合理一些。 以上三條規(guī)律同時(shí)遵守下面這些約束： 1. 類和抽象類都只能最多繼承一個(gè)類，或者最多繼承一個(gè)抽象類，并且這兩種情況是互斥的，也就是說(shuō)它們要么繼承一個(gè)類，要么繼承一個(gè)抽象類。 2. 類、抽象類和接口在繼承接口時(shí)，不受數(shù)量的約束，理論上可以繼承無(wú)限多個(gè)接口。當(dāng)然，對(duì)于類來(lái)說(shuō)，它必須實(shí)現(xiàn)它所繼承的所有接口中定義的全部方法。 3. 抽象類繼承抽象類，或者實(shí)現(xiàn)接口時(shí)，可以部分、全部或者完全不實(shí)現(xiàn)父類抽象類的抽象（abstract）方法，或者父類接口中定義的接口。 4. 類繼承抽象類，或者實(shí)現(xiàn)接口時(shí)，必須全部實(shí)現(xiàn)父類抽象類的全部抽象（abstract）方法，或者父類接口中定義的全部接口。 繼承給我們的編程帶來(lái)的好處就是對(duì)原有類的復(fù)用（重用）。就像模塊的復(fù)用一樣，類的復(fù)用可以提高我們的開發(fā)效率，實(shí)際上，模塊的復(fù)用是大量類的復(fù)用疊加后的效果。除了繼承之外，我們還可以使用組合的方式來(lái)復(fù)用類。所謂組合就是把原有類定義為新類的一個(gè)屬性，通過(guò)在新類中調(diào)用原有類的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)復(fù)用。如果新定義的類型與原有類型之間不存在被包含的關(guān)系，也就是說(shuō)，從抽象概念上來(lái)講，新定義類型所代表的事物并不是原有類型所代表事物的一種，比如黃種人是人類的一種，它們之間存在包含與被包含的關(guān)系，那么這時(shí)組合就是實(shí)現(xiàn)復(fù)用更好的選擇。下面這個(gè)例子就是組合方式的一個(gè)簡(jiǎn)單示例： Java代碼 1. publicclassSub 2. privateParentp=newParent(); 3. 4. publicvoiddoSomething() 5. /復(fù)用Parent類的方法 6. p.method(); 7. /othercode 8. 9. 10. 11. classParent 12. publicvoidmethod() 13. /dosomethinghere 14. 15. public class Sub private Parent p = new Parent();public void doSomething() / 復(fù)用Parent類的方法p.method();/ other codeclass Parent public void method() / do something here當(dāng)然，為了使代碼更加有效，我們也可以在需要使用到原有類型（比如Parent p）時(shí)，才對(duì)它進(jìn)行初始化。 使用繼承和組合復(fù)用原有的類，都是一種增量式的開發(fā)模式，這種方式帶來(lái)的好處是不需要修改原有的代碼，因此不會(huì)給原有代碼帶來(lái)新的BUG，也不用因?yàn)閷?duì)原有代碼的修改而重新進(jìn)行測(cè)試，這對(duì)我們的開發(fā)顯然是有益的。因此，如果我們是在維護(hù)或者改造一個(gè)原有的系統(tǒng)或模塊，尤其是對(duì)它們的了解不是很透徹的時(shí)候，就可以選擇增量開發(fā)的模式，這不僅可以大大提高我們的開發(fā)效率，也可以規(guī)避由于對(duì)原有代碼的修改而帶來(lái)的風(fēng)險(xiǎn)。 多態(tài)(Polymorphism) 多態(tài)是又一個(gè)重要的基本概念，上面說(shuō)到了，它是面向?qū)ο蟮娜齻€(gè)基本特征之一。究竟什么是多態(tài)呢？我們先看看下面的例子，來(lái)幫助理解： Java代碼 1. /汽車接口 2. interfaceCar 3. /汽車名稱 4. StringgetName(); 5. 6. /獲得汽車售價(jià) 7. intgetPrice(); 8. 9. 10. /寶馬 11. classBMWimplementsCar 12. publicStringgetName() 13. returnBMW; 14. 15. 16. publicintgetPrice() 17. return300000; 18. 19. 20. 21. /奇瑞QQ 22. classCheryQQimplementsCar 23. publicStringgetName() 24. returnCheryQQ; 25. 26. 27. publicintgetPrice() 28. return20000; 29. 30. 31. 32. /汽車出售店 33. publicclassCarShop 34. /售車收入 35. privateintmoney=0; 36. 37. /賣出一部車 38. publicvoidsellCar(Carcar) 39. System.out.println(車型：+car.getName()+單價(jià)：+car.getPrice(); 40. /增加賣出車售價(jià)的收入 41. money+=car.getPrice(); 42. 43. 44. /售車總收入 45. publicintgetMoney() 46. returnmoney; 47. 48. 49. publicstaticvoidmain(Stringargs) 50. CarShopaShop=newCarShop(); 51. /賣出一輛寶馬 52. aShop.sellCar(newBMW(); 53. /賣出一輛奇瑞QQ 54. aShop.sellCar(newCheryQQ(); 55. System.out.println(總收入：+aShop.getMoney(); 56. 57. /汽車接口interface Car / 汽車名稱String getName();/ 獲得汽車售價(jià)int getPrice();/ 寶馬class BMW implements Car public String getName() return BMW;public int getPrice() return 300000;/ 奇瑞QQclass CheryQQ implements Car public String getName() return CheryQQ;public int getPrice() return 20000;/ 汽車出售店public class CarShop / 售車收入private int money = 0;/ 賣出一部車public void sellCar(Car car) System.out.println(車型： + car.getName() + 單價(jià)： + car.getPrice();/ 增加賣出車售價(jià)的收入money += car.getPrice();/ 售車總收入public int getMoney() return money;public static void main(String args) CarShop aShop = new CarShop();/ 賣出一輛寶馬aShop.sellCar(new BMW();/ 賣出一輛奇瑞QQaShop.sellCar(new CheryQQ();System.out.println(總收入： + aShop.getMoney();運(yùn)行結(jié)果： 1. 車型：BMW 單價(jià)：300000 2. 車型：CheryQQ 單價(jià)：20000 3. 總收入：320000 繼承是多態(tài)得以實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)。從字面上理解，多態(tài)就是一種類型（都是Car類型）表現(xiàn)出多種狀態(tài)（寶馬汽車的名稱是BMW，售價(jià)是300000；奇瑞汽車的名稱是CheryQQ，售價(jià)是2000）。將一個(gè)方法調(diào)用同這個(gè)方法所屬的主體（也就是對(duì)象或類）關(guān)聯(lián)起來(lái)叫做綁定，分前期綁定和后期綁定兩種。下面解釋一下它們的定義： 1. 前期綁定：在程序運(yùn)行之前進(jìn)行綁定，由編譯器和連接程序?qū)崿F(xiàn)，又叫做靜態(tài)綁定。比如static方法和final方法，注意，這里也包括private方法，因?yàn)樗请[式final的。 2. 后期綁定：在運(yùn)行時(shí)根據(jù)對(duì)象的類型進(jìn)行綁定，由方法調(diào)用機(jī)制實(shí)現(xiàn)，因此又叫做動(dòng)態(tài)綁定，或者運(yùn)行時(shí)綁定。除了前期綁定外的所有方法都屬于后期綁定。 多態(tài)就是在后期綁定這種機(jī)制上實(shí)現(xiàn)的。多態(tài)給我們帶來(lái)的好處是消除了類之間的耦合關(guān)系，使程序更容易擴(kuò)展。比如在上例中，新增加一種類型汽車的銷售，只需要讓新定義的類繼承Car類并實(shí)現(xiàn)它的所有方法，而無(wú)需對(duì)原有代碼做任何修改，CarShop類的sellCar(Car car)方法就可以處理新的車型了。新增代碼如下： Java代碼 1. /桑塔納汽車 2. classSantanaimplementsCar 3. publicStringgetName() 4. returnSantana; 5. 6. 7. publicintgetPrice() 8. return80000; 9. 10. / 桑塔納汽車class Santana implements Car public String getName() return Santana;public int getPrice() return 80000;重載(overloading)和重寫(overriding) 重載和重寫都是針對(duì)方法的概念，在弄清楚這兩個(gè)概念之前，我們先來(lái)了解一下什么叫方法的型構(gòu)（英文名是signature，有的譯作“簽名”，雖然它被使用的較為廣泛，但是這個(gè)翻譯不準(zhǔn)確的）。型構(gòu)就是指方法的組成結(jié)構(gòu)，具體包括方法的名稱和參數(shù)，涵蓋參數(shù)的數(shù)量、類型以及出現(xiàn)的順序，但是不包括方法的返回值類型，訪問權(quán)限修飾符，以及abstract、static、final等修飾符。比如下面兩個(gè)就是具有相同型構(gòu)的方法： Java代碼 1. publicvoidmethod(inti,Strings) 2. /dosomething 3. 4. 5. publicStringmethod(inti,Strings) 6. /dosomething 7. public void method(int i, String s) / do somethingpublic String method(int i, String s) / do something而這兩個(gè)就是具有不同型構(gòu)的方法： Java代碼 1. publicvoidmethod(inti,Strings) 2. /dosomething 3. 4. 5. publicvoidmethod(Strings,inti) 6. /dosomething 7. public void method(int i, String s) / do somethingpublic void method(String s, int i) / do something了解完型構(gòu)的概念后我們?cè)賮?lái)看看重載和重寫，請(qǐng)看它們的定義： 重寫，英文名是overriding，是指在繼承情況下