摘要：實現(xiàn)多態(tài)的三個必要條件繼承在多態(tài)中必須存在有繼承關系的子類和父類。參考面試題解惑系列九繼承多態(tài)重載和重寫面向對象三大特性封裝，繼承，多態(tài)以及抽象接口的介紹

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Java 面向對象編程有三大特性：封裝、繼承、多態(tài)。

封裝
: 隱藏對象的屬性和實現(xiàn)細節(jié)，僅對外公開訪問方法，控制在程序中屬性的讀和寫的訪問級別。

增強安全性和簡化編程，使用者不必了解具體的實現(xiàn)細節(jié)，而只要通過對外公開的訪問方法，來使用類的成員。

把所有的屬性私有化。

對每個屬性提供 getter 和 setter 方法。

如果有一個帶參的構造函數(shù)的話，那一定要寫一個不帶參的構造函數(shù)。

建議重寫 toString 方法，但這不是必須的。

繼承
: 可以理解為，在一個現(xiàn)有類的基礎之上，增加新的方法或重寫已有方法，從而產(chǎn)生一個新類。

我們在編寫 Java 代碼時，每一個類都是在繼承。因為在 Java 中存在一個所有類的父類（基類、超類）：java.lang.Object。

子類不能繼承父類中訪問權限為 private 的成員變量和方法，也不能繼承父類的構造方法。子類可以重寫父類的方法，及命名與父類同名的成員變量。

有時候我們會有這樣的需求：我們需要將某些事物盡可能地對這個世界隱藏，但是仍然允許子類的成員來訪問它們。這個時候就需要使用到 protected。

類成員訪問修飾符與訪問能力之間的關系：

Java 中類可分為以下三種：

普通類：使用 class 定義且不含有抽象方法的類。

抽象類：使用 abstract class 定義的類，它可以含有或不含有抽象方法。

接口：使用 interface 定義的類。

上述三種類存在以下的繼承規(guī)律：

普通類可以繼承（extends）普通類，可以繼承（extends）抽象類，可以繼承（implements）接口。

抽象類可以繼承（extends）普通類，可以繼承（extends）抽象類，可以繼承（implements）接口。

接口只能繼承（extends）接口。

注意：

上述的繼承規(guī)律中，每種繼承都有各自使用的關鍵字 extends 和 implements，不可混淆使用。

上述描述中，我們沒有對 implements 關鍵字使用實現(xiàn)這種說法，是因為從概念上來講，它也是一種繼承關系，而且對于抽象類 implements 接口而言，它并不要求一定要實現(xiàn)這個接口中定義的方法。

各繼承規(guī)律中的約束：

一個普通類或一個抽象類，要么繼承一個普通類，要么繼承一個抽象類，即所謂的單繼承。

一個普通類或一個抽象類或一個接口，可以繼承任意多個接口。

一個普通類繼承一個抽象類后，必須實現(xiàn)這個抽象類中定義的所有抽象（abstract）方法，否則就只能被定義為抽象類。

一個普通類繼承一個接口后，必須實現(xiàn)這個接口中定義的所有方法，否則就只能被定義為抽象類。

抽象類繼承抽象類，或者實現(xiàn)接口時，可以部分、全部或者完全不實現(xiàn)父類抽象類的抽象（abstract）方法或父類接口中定義的方法。

繼承給我們的編程帶來的好處就是對原有類的復用（重用）。除了繼承之外，我們還可以使用組合的方式來復用類。

所謂組合就是把原有類定義為新類的一個屬性，通過在新類中調(diào)用原有類的方法來實現(xiàn)復用。從抽象概念上來講，新定義類所代表的事物是原有類所代表的事物的一種，那么這時組合就是實現(xiàn)復用更好的選擇。下面這個例子就是組合方式的一個簡單示例：

/**
 * 寶馬
 */
public class BMW {

    private Car car = new Car();
    
    public void driveBMW() {
        // 復用汽車類的通用駕駛方法
        car.drive();
        // 再寫寶馬車的特定駕駛方法
    }
}

/**
 * 汽車
 */
class Car {

    public void drive() {
        // 開車
    }
}

使用繼承和組合復用原有的類，都是一種增量式的開發(fā)模式，這種方式帶來的好處是不需要修改原有的代碼，因此不會給原有代碼帶來新的 BUG，也不用因為對原有代碼的修改而重新進行測試，這對我們的開發(fā)顯然是有益的。因此，如果我們是在維護或者改造一個原有的系統(tǒng)或模塊，尤其是對它們的了解不是很透徹的時候，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)避由于對原有代碼的修改而帶來的風險。

多態(tài)
: 相同的事物，調(diào)用其相同的方法，參數(shù)也相同時，但表現(xiàn)的行為卻不同。

以下的例子，可幫助理解：

/**
 * 汽車接口
 */
interface Car {
    // 汽車名稱
    String getName();
    // 獲得汽車售價
    int getPrice();
}

// 寶馬
class BMW implements Car {

    public String getName() {
        return "BMW";
    }

    public int getPrice() {
        return 300000;
    }
}

// 奔馳
class BENZ implements Car {

    public String getName() {
        return "BENZ";
    }

    public int getPrice() {
        return 400000;
    }
}

// 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：" + car.getPrice());
        // 增加賣出車售價的收入
        money += car.getPrice();
    }

    // 售車總收入
    public int getMoney() {
        return money;
    }

    public static void main(String[] args) {
        CarShop carShop = new CarShop();
        // 賣出一輛寶馬
        carShop.sellCar(new BMW());
        // 賣出一輛奔馳
        carShop.sellCar(new BENZ());
        System.out.println("總收入：" + carShop.getMoney());
    }
}

運行結果：

車型：BMW  單價：300000
車型：BENZ  單價：400000
總收入：700000

繼承是多態(tài)得以實現(xiàn)的基礎。針對上面的示例，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，售價是 300000；奔馳汽車的名稱是 BENZ，售價是 400000）。

綁定
: 將一個方法調(diào)用同這個方法所屬的主體（也就是對象或類）關聯(lián)起來，分前期綁定和后期綁定兩種。

前期綁定：在程序運行之前進行綁定，由編譯器和連接程序實現(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，因為它是隱式 final 的。

后期綁定：在運行時根據(jù)對象的類型進行綁定，由方法調(diào)用機制實現(xiàn)，因此又叫做動態(tài)綁定，或者運行時綁定。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制上實現(xiàn)的。

多態(tài)給我們帶來的好處是消除了類之間的耦合關系，使程序更容易擴展。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 類并實現(xiàn)它的所有方法，而無需對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。

繼承：在多態(tài)中必須存在有繼承關系的子類和父類。

重寫：子類對父類中某些方法進行重新定義，在調(diào)用這些方法時就會調(diào)用子類的方法。

向上轉型：在多態(tài)中需要將子類的引用賦給父類對象，只有這樣該引用才能夠具備技能調(diào)用父類的方法和子類的方法。

只有滿足了上述三個條件，我們才能夠在同一個繼承結構中使用統(tǒng)一的邏輯實現(xiàn)代碼處理不同的對象，從而達到執(zhí)行不同的行為。

基于繼承實現(xiàn)的多態(tài)
: 主要表現(xiàn)在父類和繼承該父類的一個或多個子類對某些方法的重寫，多個子類對同一方法的重寫可以表現(xiàn)出不同的行為。

基于接口實現(xiàn)的多態(tài)
: 在接口的多態(tài)中，指向接口的引用必須是指定這實現(xiàn)了該接口的一個類的實例，在運行時，根據(jù)對象引用的實際類型來執(zhí)行對應的方法。

繼承都是單繼承，只能為一組相關的類提供一致的服務接口。

接口是多繼承多實現(xiàn)，它能夠利用一組相關或者不相關的接口進行組合與擴充，能夠對外提供一致的服務接口。所以它相對于繼承來說有更好的靈活性。

重載和重寫都是針對方法的概念，在弄清楚這兩個概念之前，我們先來了解一下什么叫方法的型構（signature）。

型構
: 指方法的組成結構，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，訪問權限修飾符，以及 abstract、static、final 等修飾符。

示例一、下面兩個是具有相同型構的方法：

public void method(int i, String s) {
    // do something   
}

public String method(int i, String s) {
    // do something   
}

注意：在同一個類中，是不允許定義多于一個的具有相同型構的方法。

示例二、下面兩個是具有不同型構的方法：

public void method(int i, String s) {
    // do something   
}

public void method(String s, int i) {
    // do something   
}

了解完型構的概念后我們再來看看重載和重寫：

重寫（overriding）
: 指在繼承情況下，子類中定義了與其父類中方法具有相同型構的新方法，就稱為子類把父類的方法重寫了。這是實現(xiàn)多態(tài)必須的步驟。

重載（overloading）
: 指在同一個類中定義了一個以上具有相同名稱，但是型構不同的方法。

為了加深理解，我們來考慮一個有趣的問題：構造器可以被重載嗎？

答案當然是可以的，我們在實際的編程中也經(jīng)常這么做。實際上構造器也是一個方法，構造器名就是方法名，構造器參數(shù)就是方法參數(shù)，而它的返回值就是新創(chuàng)建的類的實例。但是構造器卻不可以被子類重寫，因為子類無法定義與父類具有相同型構的構造器。

JAVA面試題解惑系列（九）——繼承、多態(tài)、重載和重寫

java 面向對象三大特性（封裝，繼承，多態(tài)）以及抽象、接口的介紹