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# day09【继承、super、this、抽象类】
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### 今日内容
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- 三大特性——继承
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- 方法重写
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- super关键字
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- this关键字
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- 抽象类
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### 教学目标
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- [ ] 能够解释类名作为参数和返回值类型
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- [ ] 能够写出类的继承格式
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- [ ] 能够说出继承的特点
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- [ ] 能够说出子类调用父类的成员特点能
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- [ ] 够说出方法重写的概念
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- [ ] 能够说出this可以解决的问题
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- [ ] 能够说出super可以解决的问题
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- [ ] 描述抽象方法的概念
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- [ ] 写出抽象类的格式
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- [ ] 写出抽象方法的格式
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- [ ] 能够说出父类抽象方法的存在意义
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- [ ] 能够完成发红包案例的代码逻辑
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## 第一章 继承
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### 1.1 概述
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#### 由来
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多个类中存在相同属性和行为时，将这些内容抽取到单独一个类中，那么多个类无需再定义这些属性和行为，只要继承那一个类即可。如图所示：
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其中，多个类可以称为**子类**，单独那一个类称为**父类**、**超类（superclass）**或者**基类**。
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继承描述的是事物之间的所属关系，这种关系是：`is-a` 的关系。例如，图中兔子属于食草动物，食草动物属于动物。可见，父类更通用，子类更具体。我们通过继承，可以使多种事物之间形成一种关系体系。
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#### 定义
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* **继承**：就是子类继承父类的**属性**和**行为**，使得子类对象具有与父类相同的属性、相同的行为。子类可以直接访问父类中的**非私有**的属性和行为。
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#### 好处
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1. 提高**代码的复用性**。
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2. 类与类之间产生了关系，是**多态的前提**。
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### 1.2 继承的格式
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通过 `extends` 关键字，可以声明一个子类继承另外一个父类，定义格式如下：
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```java
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class 父类 {
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...
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}
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class 子类 extends 父类 {
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...
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}
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```
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继承演示，代码如下：
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```java
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/*
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* 定义员工类Employee，做为父类
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*/
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class Employee {
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String name; // 定义name属性
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// 定义员工的工作方法
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public void work() {
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System.out.println("尽心尽力地工作");
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}
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}
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/*
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* 定义讲师类Teacher 继承 员工类Employee
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*/
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class Teacher extends Employee {
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// 定义一个打印name的方法
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public void printName() {
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System.out.println("name=" + name);
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}
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}
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/*
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* 定义测试类
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*/
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public class ExtendDemo01 {
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public static void main(String[] args) {
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// 创建一个讲师类对象
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Teacher t = new Teacher();
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// 为该员工类的name属性进行赋值
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t.name = "小明";
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// 调用该员工的printName()方法
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t.printName(); // name = 小明
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// 调用Teacher类继承来的work()方法
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t.work(); // 尽心尽力地工作
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}
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}
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```
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### 1.3 继承后的特点——成员变量
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当类之间产生了关系后，其中各类中的成员变量，又产生了哪些影响呢？
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#### 成员变量不重名
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如果子类父类中出现**不重名**的成员变量，这时的访问是**没有影响的**。代码如下：
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```java
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class Fu {
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||
// Fu中的成员变量。
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int num = 5;
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}
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class Zi extends Fu {
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// Zi中的成员变量
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int num2 = 6;
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||
// Zi中的成员方法
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public void show() {
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// 访问父类中的num，
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System.out.println("Fu num="+num); // 继承而来，所以直接访问。
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||
// 访问子类中的num2
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||
System.out.println("Zi num2="+num2);
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}
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||
}
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class ExtendDemo02 {
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public static void main(String[] args) {
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||
// 创建子类对象
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||
Zi z = new Zi();
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||
// 调用子类中的show方法
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||
z.show();
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}
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}
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演示结果：
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Fu num = 5
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Zi num2 = 6
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```
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#### 成员变量重名
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如果子类父类中出现**重名**的成员变量，这时的访问是**有影响的**。代码如下：
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```java
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class Fu {
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||
// Fu中的成员变量。
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||
int num = 5;
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}
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class Zi extends Fu {
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||
// Zi中的成员变量
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int num = 6;
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public void show() {
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||
// 访问父类中的num
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||
System.out.println("Fu num=" + num);
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||
// 访问子类中的num
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||
System.out.println("Zi num=" + num);
|
||
}
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||
}
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class ExtendsDemo03 {
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public static void main(String[] args) {
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// 创建子类对象
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||
Zi z = new Zi();
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||
// 调用子类中的show方法
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z.show();
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}
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}
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演示结果：
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Fu num = 6
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Zi num = 6
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```
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子父类中出现了同名的成员变量时，在子类中需要访问父类中非私有成员变量时，需要使用`super` 关键字，修饰父类成员变量，类似于之前学过的 `this` 。
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使用格式：
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```java
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super.父类成员变量名
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```
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子类方法需要修改，代码如下：
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```java
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class Zi extends Fu {
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// Zi中的成员变量
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int num = 6;
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public void show() {
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//访问父类中的num
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System.out.println("Fu num=" + super.num);
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//访问子类中的num
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System.out.println("Zi num=" + this.num);
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}
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}
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演示结果：
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Fu num = 5
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Zi num = 6
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```
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> 小贴士：Fu 类中的成员变量是非私有的，子类中可以直接访问。若Fu 类中的成员变量私有了，子类是不能直接访问的。通常编码时，我们遵循封装的原则，使用private修饰成员变量，那么如何访问父类的私有成员变量呢？对！可以在父类中提供公共的getXxx方法和setXxx方法。
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### 1.4 继承后的特点——成员方法
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当类之间产生了关系，其中各类中的成员方法，又产生了哪些影响呢？
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#### 成员方法不重名
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如果子类父类中出现**不重名**的成员方法，这时的调用是**没有影响的**。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。代码如下：
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```java
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class Fu{
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public void show(){
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||
System.out.println("Fu类中的show方法执行");
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}
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||
}
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class Zi extends Fu{
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public void show2(){
|
||
System.out.println("Zi类中的show2方法执行");
|
||
}
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||
}
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public class ExtendsDemo04{
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public static void main(String[] args) {
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Zi z = new Zi();
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//子类中没有show方法，但是可以找到父类方法去执行
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z.show();
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z.show2();
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}
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}
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```
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#### 成员方法重名——重写(Override)
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如果子类父类中出现**重名**的成员方法，这时的访问是一种特殊情况，叫做**方法重写** (Override)。
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* **方法重写** ：子类中出现与父类一模一样的方法时（返回值类型，方法名和参数列表都相同），会出现覆盖效果，也称为重写或者复写。**声明不变，重新实现**。
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代码如下：
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```java
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class Fu {
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public void show() {
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||
System.out.println("Fu show");
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||
}
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||
}
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class Zi extends Fu {
|
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//子类重写了父类的show方法
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public void show() {
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||
System.out.println("Zi show");
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||
}
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}
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public class ExtendsDemo05{
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public static void main(String[] args) {
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||
Zi z = new Zi();
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||
// 子类中有show方法，只执行重写后的show方法
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z.show(); // Zi show
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}
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}
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```
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#### 重写的应用
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子类可以根据需要，定义特定于自己的行为。既沿袭了父类的功能名称，又根据子类的需要重新实现父类方法，从而进行扩展增强。比如新的手机增加来电显示头像的功能，代码如下：
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```java
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class Phone {
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public void sendMessage(){
|
||
System.out.println("发短信");
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||
}
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public void call(){
|
||
System.out.println("打电话");
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||
}
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public void showNum(){
|
||
System.out.println("来电显示号码");
|
||
}
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}
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//智能手机类
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class NewPhone extends Phone {
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//重写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
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public void showNum(){
|
||
//调用父类已经存在的功能使用super
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||
super.showNum();
|
||
//增加自己特有显示姓名和图片功能
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||
System.out.println("显示来电姓名");
|
||
System.out.println("显示头像");
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||
}
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||
}
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public class ExtendsDemo06 {
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public static void main(String[] args) {
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||
// 创建子类对象
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NewPhone np = new NewPhone()；
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// 调用父类继承而来的方法
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np.call();
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||
// 调用子类重写的方法
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||
np.showNum();
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||
}
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}
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```
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> 小贴士：这里重写时，用到super.父类成员方法，表示调用父类的成员方法。
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#### 注意事项
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1. 子类方法覆盖父类方法，必须要保证权限大于等于父类权限。
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2. 子类方法覆盖父类方法，返回值类型、函数名和参数列表都要一模一样。
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### 1.5 继承后的特点——构造方法
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当类之间产生了关系，其中各类中的构造方法，又产生了哪些影响呢？
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首先我们要回忆两个事情，构造方法的定义格式和作用。
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1. 构造方法的名字是与类名一致的。所以子类是无法继承父类构造方法的。
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2. 构造方法的作用是初始化成员变量的。所以子类的初始化过程中，必须先执行父类的初始化动作。子类的构造方法中默认有一个`super()` ，表示调用父类的构造方法，父类成员变量初始化后，才可以给子类使用。代码如下：
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```java
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class Fu {
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||
private int n;
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Fu(){
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||
System.out.println("Fu()");
|
||
}
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||
}
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class Zi extends Fu {
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||
Zi(){
|
||
// super（），调用父类构造方法
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||
super();
|
||
System.out.println("Zi（）");
|
||
}
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||
}
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public class ExtendsDemo07{
|
||
public static void main (String args[]){
|
||
Zi zi = new Zi();
|
||
}
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}
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输出结果：
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Fu（）
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Zi（）
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```
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### 1.6 super和this
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#### 父类空间优先于子类对象产生
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在每次创建子类对象时，先初始化父类空间，再创建其子类对象本身。目的在于子类对象中包含了其对应的父类空间，便可以包含其父类的成员，如果父类成员非private修饰，则子类可以随意使用父类成员。代码体现在子类的构造方法调用时，一定先调用父类的构造方法。理解图解如下：
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#### super和this的含义
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* **super** ：代表父类的**存储空间标识**(可以理解为父亲的引用)。
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* **this** ：代表**当前对象的引用**(谁调用就代表谁)。
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#### super和this的用法
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1. 访问成员
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```java
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this.成员变量 -- 本类的
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super.成员变量 -- 父类的
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this.成员方法名() -- 本类的
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super.成员方法名() -- 父类的
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```
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用法演示，代码如下：
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```java
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class Animal {
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public void eat() {
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||
System.out.println("animal : eat");
|
||
}
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||
}
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class Cat extends Animal {
|
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public void eat() {
|
||
System.out.println("cat : eat");
|
||
}
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public void eatTest() {
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this.eat(); // this 调用本类的方法
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||
super.eat(); // super 调用父类的方法
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}
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}
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public class ExtendsDemo08 {
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||
public static void main(String[] args) {
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||
Animal a = new Animal();
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a.eat();
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||
Cat c = new Cat();
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c.eatTest();
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}
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}
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输出结果为：
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animal : eat
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cat : eat
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animal : eat
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```
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1. 访问构造方法
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```java
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this(...) -- 本类的构造方法
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super(...) -- 父类的构造方法
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```
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> 子类的每个构造方法中均有默认的super()，调用父类的空参构造。手动调用父类构造会覆盖默认的super()。
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||
>
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> super() 和 this() 都必须是在构造方法的第一行，所以不能同时出现。
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### 1.7 继承的特点
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1. Java只支持单继承，不支持多继承。
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```java
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//一个类只能有一个父类，不可以有多个父类。
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class C extends A{} //ok
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class C extends A，B... //error
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```
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||
1. Java支持多层继承(继承体系)。
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```java
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class A{}
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||
class B extends A{}
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||
class C extends B{}
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```
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||
> 顶层父类是Object类。所有的类默认继承Object，作为父类。
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||
1. 子类和父类是一种相对的概念。
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## 第二章 抽象类
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### 2.1 概述
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#### 由来
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父类中的方法，被它的子类们重写，子类各自的实现都不尽相同。那么父类的方法声明和方法主体，只有声明还有意义，而方法主体则没有存在的意义了。我们把没有方法主体的方法称为**抽象方法**。Java语法规定，包含抽象方法的类就是**抽象类**。
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#### 定义
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* **抽象方法** ： 没有方法体的方法。
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* **抽象类**：包含抽象方法的类。
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### 2.2 abstract使用格式
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#### 抽象方法
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使用`abstract` 关键字修饰方法，该方法就成了抽象方法，抽象方法只包含一个方法名，而没有方法体。
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定义格式：
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```java
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修饰符 abstract 返回值类型 方法名 (参数列表)；
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```
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代码举例：
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```java
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public abstract void run()；
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```
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#### 抽象类
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如果一个类包含抽象方法，那么该类必须是抽象类。
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定义格式：
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```java
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abstract class 类名字 {
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}
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```
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代码举例：
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```java
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public abstract class Animal {
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public abstract void run()；
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}
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```
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#### 抽象的使用
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继承抽象类的子类**必须重写父类所有的抽象方法**。否则，该子类也必须声明为抽象类。最终，必须有子类实现该父类的抽象方法，否则，从最初的父类到最终的子类都不能创建对象，失去意义。
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代码举例：
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```java
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public class Cat extends Animal {
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public void run (){
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System.out.println("小猫在墙头走~~~")；
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||
}
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||
}
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||
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||
public class CatTest {
|
||
public static void main(String[] args) {
|
||
// 创建子类对象
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Cat c = new Cat();
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||
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||
// 调用run方法
|
||
c.run();
|
||
}
|
||
}
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||
输出结果：
|
||
小猫在墙头走~~~
|
||
```
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||
此时的方法重写，是子类对父类抽象方法的完成实现，我们将这种方法重写的操作，也叫做**实现方法**。
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### 2.3 注意事项
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关于抽象类的使用，以下为语法上要注意的细节，虽然条目较多，但若理解了抽象的本质，无需死记硬背。
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1. 抽象类**不能创建对象**，如果创建，编译无法通过而报错。只能创建其非抽象子类的对象。
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||
|
||
> 理解：假设创建了抽象类的对象，调用抽象的方法，而抽象方法没有具体的方法体，没有意义。
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|
||
2. 抽象类中，可以有构造方法，是供子类创建对象时，初始化父类成员使用的。
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||
|
||
> 理解：子类的构造方法中，有默认的super()，需要访问父类构造方法。
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|
||
3. 抽象类中，不一定包含抽象方法，但是有抽象方法的类必定是抽象类。
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|
||
> 理解：未包含抽象方法的抽象类，目的就是不想让调用者创建该类对象，通常用于某些特殊的类结构设计。
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|
||
4. 抽象类的子类，必须重写抽象父类中**所有的**抽象方法，否则，编译无法通过而报错。除非该子类也是抽象类。
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||
> 理解：假设不重写所有抽象方法，则类中可能包含抽象方法。那么创建对象后，调用抽象的方法，没有意义。
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||
## 第三章 继承的综合案例
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### 3.1 综合案例：群主发普通红包
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群主发普通红包。某群有多名成员，群主给成员发普通红包。普通红包的规则：
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1. 群主的一笔金额，从群主余额中扣除，平均分成n等份，让成员领取。
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2. 成员领取红包后，保存到成员余额中。
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请根据描述，完成案例中所有类的定义以及指定类之间的继承关系，并完成发红包的操作。
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### 3.2 案例分析
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根据描述分析，得出如下继承体系：
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### 3.3 案例实现
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定义用户类：
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```java
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public class User {
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// 成员变量
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private String username; // 用户名
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private double leftMoney; // 余额
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||
// 构造方法
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public User() { }
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public User(String username, double leftMoney) {
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this.username = username;
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this.leftMoney = leftMoney;
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||
}
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||
// get/set方法
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||
public String getUsername() {
|
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return username;
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}
|
||
|
||
public void setUsername(String username) {
|
||
this.username = username;
|
||
}
|
||
|
||
public double getLeftMoney() {
|
||
return leftMoney;
|
||
}
|
||
|
||
public void setLeftMoney(double leftMoney) {
|
||
this.leftMoney = leftMoney;
|
||
}
|
||
// 展示信息的方法
|
||
public void show() {
|
||
System.out.println("用户名:"+ username +" , 余额为:" + leftMoney + "元");
|
||
}
|
||
}
|
||
```
|
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定义群主类：
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```java
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public class QunZhu extends User {
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// 添加构造方法
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public QunZhu() {
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}
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public QunZhu(String username, double leftMoney) {
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// 通过super 调用父类构造方法
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super(username, leftMoney);
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}
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/*
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群主发红包，就是把一个整数的金额，分层若干等份。
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1.获取群主余额,是否够发红包.
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不能则返回null,并提示.
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能则继续.
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2.修改群主余额.
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3.拆分红包.
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3.1.如果能整除，那么就平均分。
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3.2.如果不能整除，那么就把余数分给最后一份。
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*/
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public ArrayList<Double> send(int money, int count) {
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// 获取群主余额
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double leftMoney = getLeftMoney();
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if(money > leftMoney) {
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return null;
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}
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// 修改群主余额的
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setLeftMoney(leftMoney - money);
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// 创建一个集合,保存等份金额
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ArrayList<Double> list = new ArrayList<>();
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// 扩大100倍,相当于折算成'分'为单位,避免小数运算损失精度的问题
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money = money * 100;
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// 每份的金额
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int m = money / count;
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// 不能整除的余数
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int l = money % count;
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// 无论是否整除,n-1份,都是每份的等额金额
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for (int i = 0; i < count - 1; i++) {
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// 缩小100倍,折算成 '元'
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list.add(m / 100.0);
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}
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// 判断是否整除
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if (l == 0) {
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// 能整除, 最后一份金额,与之前每份金额一致
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list.add(m / 100.0);
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} else {
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// 不能整除, 最后一份的金额,是之前每份金额+余数金额
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list.add((m + l) / 100.00);
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}
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// 返回集合
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return list;
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}
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}
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```
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定义成员类：
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```java
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public class Member extends User {
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public Member() {
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}
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public Member(String username, double leftMoney) {
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super(username, leftMoney);
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}
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// 打开红包,就是从集合中,随机取出一份,保存到自己的余额中
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public void openHongbao(ArrayList<Double> list) {
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// 创建Random对象
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Random r = new Random();
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// 随机生成一个角标
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int index = r.nextInt(list.size());
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// 移除一个金额
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Double money = list.remove(index);
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// 直接调用父类方法,设置到余额
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setLeftMoney(leftMoney + money );
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}
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}
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```
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定义测试类：
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```java
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public class Test {
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public static void main(String[] args) {
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// 创建一个群主对象
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QunZhu qz = new QunZhu("群主" , 200);
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// 创建一个键盘录入
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Scanner sc = new Scanner();
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System.out.println("请输入金额:");
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int money = sc.nextInt();
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System.out.println("请输入个数:");
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int count = sc.nextInt();
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// 发送红包
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ArrayList<Double> sendList = s.send(money,count);
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// 判断,如果余额不足
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if(sendList == null){
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System.out.println(" 余额不足...");
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return;
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}
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// 创建三个成员
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Member m = new Member();
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Member m2 = new Member();
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Member m3 = new Member();
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// 打开红包
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m.openHongbao(sendList);
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m2.openHongbao(sendList);
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m3.openHongbao(sendList);
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// 展示信息
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qz.show();
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m.show();
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m2.show();
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m3.show();
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}
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}
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```
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