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物件导向编程中的继承与多态

继承的基本原理

在编程中，继承是面向对象编程的核心概念之一。它允许一个类继承另一个类的属性和方法，使得代码复用性更高。通过继承，我们可以将共同的功能抽象到父类中，而子类则可以扩展这些功能以满足特定需求。在Java中，使用箭头（->）表示继承关系。例如：

汽车 <---- 交通工具小汽

通过这种关系，小汽将继承交通工具所有的属性和方法。如果父类交通工具具有属性name和方法吃，小汽也将自动拥有这些属性和方法。子类可以通过调用parent的属性和方法进行操作，而无需重复实现。

子类与父类的关系

在Java中，子类通过使用关键字extends声明继承关系。一个子类只能继承一个父类（与C++、Python等其他语言的多继承不同）。子类会自动继承父类的public字段和方法，但私有字段和方法无法被访问。在子类中，超类实例可以通过使用super关键字来访问。

一个示例：// 父类public class Animal {public String name;public Animal(String name) {this.name = name;}public void eat(String food) {System.out.println(this.name + "正在吃" + food);}}

// 子类public class Cat extends Animal {public Cat(String name) {super(name);}public void eat(String food) {System.out.println("猫正在吃" + food);}}

通过这种方式，Cat继承了Animal的全部属性和方法，但可以通过覆盖（method override）定义自身特定的行为。

属性的隐藏与方法的覆盖

在Java中，子类可以选择隐藏父类的属性或覆盖父类的方法。如果子类声明了与父类相同名称的字段或方法，那么父类的对应属性或方法将被隐藏。子类的字段或方法会完全遮盖父类的同名成员。

属性的隐藏

若子类定义与父类同名的字段，父类的字段将被隐藏。例如：

public class Animal {public String name;}

public class Cat extends Animal {public String name;}

Cat obj = new Cat();System.out.println(obj.name); // 输出：Cat的name字段

在这个案例中，Cat中的name字段将隐藏Animal中的name字段。

方法的覆盖

方法覆盖允许子类用与父类相同名称的方法重定义不同的行为。覆盖必须满足以下条件：

• 方法名完全相同
• 方法参数列表完全匹配

public class Animal {public void eat(String food) {System.out.println("动物在吃ingredient");}}

public class Cat extends Animal {public void eat(String food) {System.out.println("猫在吃ingredient");}}

Cat的eat方法会在运行时取代Animal的Eat方法。

构造方法的继承与覆盖

构造方法的继承与普通方法不同。无参数的构造方法会自动调用父类的构造方法。带参数的构造方法不会继承父类的构造方法。

无参数构造方法的继承

public class Animal {Animal() {// 构造代码}}

public class Cat extends Animal {Cat() {// 在Cat的构造代码中，super()会被自动调用super();}}

带有参数的构造方法的继承

public class Animal {Animal(String name) {// 构造代码}}

public class Cat extends Animal {Cat(String name) {// 需要手动调用父类的构造方法super(name);}}

super关键字

在子类的构造方法中，super关键字用于调用父类的构造方法。它只能在构造方法中使用，并且必须是首要语句。

public class Cat extends Animal {Cat(String name) {super(name);// 其他构造代码}}

多态的基本概念

多态是面向对象编程的重要特性，它允许一个对象在接收到不同消息时，表现出不同的行为。同一类的不同对象可能会对相同的消息作出不同的响应。

多态和运行时绑定

Java通过动态绑定的机制实现多态。在编译时，方法引用是虚拟的。因此，在运行时，VM会根据实际使用的对象类型，动态选择正确的方法进行调用。

方法的重载

重载允许在同一类中定义多个方法拥有相同的名字，但参数列表必须有所不同。在Java中，以下情况会引发重载：

public class Calculator {void add(int a, int b) {System.out.println("整数相加");}

void add(double a, double b) {    System.out.println("小数相加");}

}

两个方法名称相同，但参数列表不同，因此属于重载。

构造方法重载

构造方法也可以重载。示例：public class Shape {Shape(int side) { ... }Shape(String type) { ... }}

重载与覆盖的区别

重载：

• 方法名相同
• 参数列表必须不同
• 可在同一类中多个方法重载
• 编译时确定调用方法

覆盖：

• 方法名和参数列表必须完全相同
• 只能在子类中覆盖父类的方法
• 在运行时确定调用方法`

代码改进最后优化的代码是：

class Animal {    public String name;    public Animal(String name) {        this.name = name;    }    public void eat(String food) {        System.out.println(this.name + "正在吃" + food);    }}class Cat extends Animal {    public Cat(String name) {        super(name);    }}class Bird extends Animal {    public Bird(String name) {        super(name);        public void fly() {            System.out.println(this.name + "正在飞 ︿(￣︶￣)︿");        }    }}public class Test {    public static void main(String[] args) {        Cat cat = new Cat("小黑");        cat.eat("猫粮");        Bird bird = new Bird("圆圆");        bird.fly();    }}

如若有任何疑问或者需要进一步优化，请随时告知！

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