Java語言之包和繼承詳解

一、包

包名

在講包名前，我們先來瞭解一下，包是用來幹什麼的？

Java中允許使用包（package），包將類組織在一個集合中。借助包可以方便管理組織自己的代碼，並將自己的代碼與別人的提供的代碼庫分開管理。

包是組織類的一種方式。使用包的主要目的就是保證類的唯一性。

在Windows操作系統中，我們都知道，同一個文件夾下，不能同時出現兩個一樣的文件名的文件。而我們的java類，對應的就是一個.class文件，所以產生瞭包，而包其實就可以理解為路徑中所存放的文件夾，為瞭出現重命的類名，所以將各個類分佈在不同的包（文件夾）中。

而包名的命名：包名必須全部是小寫字母，且一般包的命名方式是所在公司的官網（域名）的逆序寫，假如www.xxxx.com，一般包名就是com.xxxx.——等等。

從編譯器的角度來看，嵌套的包之間沒有任何關系。例如：java.util包和java.util.jar包毫無關系。每一個包都是獨立的類集合。

類的導入與靜態導入

一個類可以使用所屬包中的所有類，以及其他包下的公共類（public class）。

訪問另一個包的類有兩種方式：

1.使用完全限定名，也就是說在包名後面跟著類名。

java.util.Scanner scan = new java.util.Scanner(); //類名前面，直接跟包名

2.使用import關鍵字

import語句應該位於源文件的頂部，且位於package語句的後面。

import java.util.Scanner;
public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Scanner sc = new scanner();
    }
}

對於導包，我們還有一種比較簡單的方式，如下

import java.util.*;

*，就是通配符。也就是在當前類中，可以直接使用util包的所有類，從而不需要再次導包瞭。值得註意的是，這裡的導入，並不是導入util包下的所有類，這裡跟C語言的include，不一樣。C語言中的include，是導入頭文件下的所有內容；而這裡的import導入，隻會在需要使用這個包下的類的時候，才會導入進來。

當然，對於import導入包時，還需要特別註意一個問題，如下：

import java.util.*;
import java.sql.*;
public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Date date = new Date(); //error， java.util.Date 還是 java.sql.Date?
    }
}

此時進行編譯，就會產生一個如上面代碼的註釋部分的錯誤。此時的編譯器無法確定你想使用的是哪一個包下的Date類。現在就可以添加一個特定的import來解決這個問題。

import java.util.*;
import java.sql.*;
import java.util.Date; //特別指出是使用這個包下的Date類
public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Date date = new Date();
    }
}

如果此時，兩個包中的Date都需要使用，那就隻能使用完全限定名瞭。如下：

import java.util.*;
import java.sql.*;
public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        java.util.Date date = new java.util.Date();
        java.sql.Date  date2 = new java.util.Date();
    }
}

靜態導入

我們還可以使用靜態導入包的方式，進行代碼的縮寫。使用import static 可以導入包中的靜態方法和靜態字段。這樣就可以不必再加類名前綴。

import static java.lang.System.*;
public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        out.println("hello world");
    }
}

隻是有這樣一種機制，可以進行代碼的縮寫，但在現實中，這樣的代碼，可能更不容易讀懂。所以大傢使用時，酌情考慮。

在包中添加類

如果要想將類放入包中，就必須將包的名字放在源文件的開頭，即就是放在定義這個包中各個類的代碼之前。如下：

如果沒有在這個源文件的開頭，寫package語句，則這個源文件中類就屬於無名包（unnamed package）。無名包沒有包名。

基本規則：

• 在源文件的最上方加一個package語句，可以指定該代碼在哪個包
• 包名盡量指定成唯一的名字，通常會使用公司的域名逆序形成
• 包名要和代碼路徑相匹配。例如：package com.xxxx.demo，那麼所對應的文件路徑就是com/xxxx/demo
• 如果一個源文件沒有package語句，則該類會被放到無名包（默認包）中

IDEA建包過程：

包訪問權限

在之前的文章中，我們介紹過public和private。而private修飾的方法或成員變量，隻能在當前這個類中訪問。

如果有個類，既沒有寫public，也沒有寫private訪問修飾限定符，則此時這個（類、方法或成員變量）可以在包內部（當前文件夾下）的其他類中使用，但是不能在包外部（其他文件夾下）的類中使用。如下代碼：

import com.xxxx.demo1;
//demo1 包
public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Test test = new Test(); //會報錯，訪問權限不夠。
    }
}
//=====假設下面是第二個文件夾下的文件=====
import com.xxxx.demo2;
class Test { //訪問修飾限定符：沒寫，我們就稱為 默認
    public int number;
}
public class Demo2 {
    public int val;
}

訪問修飾限定符權限：

其中，protected會在繼承中講到，我們繼續往下看！！！

二、繼承

繼承的基本思想就是：在已有類的基礎之上，創建新的類。繼承已存在的類得到就是復用瞭（繼承）這些類的方法，而且可以增加一些新的方法和成員變量。

類、超類與子類

我們先來舉個例子，比如一隻貓和一隻狗。它們瞭分別有自己的名字、性別、還是吃東西等等的一些性質。如下圖：

他們分別都有自己的這些特征，我們也可以很容易的發現，他們都有自己一些共有的特征：比如姓名，性別。所以如果我們分別在新建貓和狗的類，還得寫專屬於它們自己的成員變量，這樣的話，就顯得代碼重復累贅，如下圖這樣：

我們可以很清晰的看到，紅色框代碼部分，就是一模一樣的，所以出現瞭重復的代碼。而且這兩個類都是動物，所以說引出瞭一個繼承中的一個概念：“is -a”關系。

也就是說，什麼是一個什麼這樣的概念。就可能會用到繼承。

那該怎麼實現繼承關系呢？我們來看下圖：

我們可以使用extends關鍵字來實現繼承關系，這樣的話，貓和狗兩個類，就能夠同時實現name和sex字段。這就是繼承。

此時貓和狗類，我們稱為子類或者派生類。而Animal類我們稱為父類、基類或超類。

總結：

• 使用extends指定父類
• Java中一個子類隻能繼承一個父類。（而C++中可以實現多繼承）
• 子類會繼承父類所有的public的字段和方法
• 對於父類的private的字段和方法，子類是無法進行訪問的
• 子類的實例中，也包含這父類的實例。可以使用super關鍵字得到父類實例的引用。

重寫方法（override）

像上圖，子類和父類中，方法名和參數列表是一模一樣的。我們就稱為方法重寫（override）。可能有人就會問，我該怎麼調用相應的方法呢？

我們想調用Animal的eat方法，我們隻需要new出一個Animal的對象，就能進行調用，當然，Cat類的實例對象也是如此。如果我們想在Cat類的實例對象調用父類的方法，則我們可以使用super關鍵字進行調用。如下圖：

切記：

• super關鍵字，在使用的時候，隻能調用他的直接父類的方法或字段。比如：Animal類還繼承瞭一個類，此時Cat類中，使用super，則隻會調用Animal中的方法或字段。
• 在子類中重寫的方法，這個方法的訪問修飾限定符的等級，應高於或等於父類的方法的訪問修飾限定符。比如：父類中的eat方法是public修飾，而子類中的eat方法也應該是public，或者是更高的。（當然隻是舉個例子，public就是最高的訪問修飾限定符瞭）
• 被重寫的方法，不能是被static修飾的

this與super的區別：

子類構造器

在上面說瞭，super關鍵字來調用父類的構造方法，那具體是如何進行調用的，我們來看一下具體的代碼實現：

public class Cat extends Animal{
    public Cat(String name, String sex) {
        super(name, sex); //調用父類的構造方法，super語句必須在子類構造器的第一行
        System.out.println("Cat的構造方法"); 
    }
    public void eat() {
        System.out.println("吃魚");
    }
}

public class Animal {
    public String name;
    public String sex;
    public Animal(String name, String sex) { //父類的構造方法
        this.name = name;
        this.sex = sex;
    }
    public void eat() {
        System.out.println("吃肉");
    }
}

總結：

• 使用super構造方法的語句必須放在子類構造方法中的第一行。
• 如果子類中，沒有顯示地調用父類的構造方法，將自動地調用超類的無參構造方法。
• 在進行子類的實例化時，會調用子類的構造方法，而在調用子類構造方法時，將會先調用父類的構造方法。也就是說：new Cat ，實際上將先會新建出父類，在父類新建完成後，才會回到子類的構造方法，進行新建子類。

下面是一道有趣的題：請問下列代碼的輸出結果是什麼。

class X {
    Y y=new Y();
    public X() {
        System.out.print("X");
    }
}
class Y {
    public Y() { 
        System.out.print("Y");
    }
}
public class Z extends X {
    Y y=new Y();
    public Z() {
        System.out.print("Z");
    }
    public static void main(String[] args) {
        new Z();
    }
}

上面的代碼的輸出結果是：YXYZ。

分析：

• 如果調用的是子類，那麼在進入子類構造方法後，將先執行super語句（若沒寫，編譯器自帶），先構造父類。
• 在父類構造完成後，再次回到子類的構造方法。此時將先初始化當前類的成員變量。
• 在成員變量初始化之後，才會執行構造方法裡面的語句。

上訴代碼執行流程圖：

protected關鍵字

在上文中，我寫瞭一個訪問修飾限定符的表，表中第3個protected關鍵字。

前面我們學瞭public和private訪問修飾限定符，public的權限有大瞭，對於public來說，整個工程都可以進行使用；而對於private來說，隻能在當前的類中進行使用。二者之前，一個權限過大，一個權限過小。所以在Java的繼承中，還引入瞭這個關鍵字：protected；

對於protected來說，protected修飾的內容，在這個包下，可以直接使用。而在不同的包下，隻有繼承瞭這個類，才能在不同的包下使用該類被protected修飾內容。

阻止繼承：final關鍵字

在前面的文章中，我們介紹過final關鍵字，final修飾的變量，在初始化之後，將不能被修改。

final int a = 10;
a = 20; //編譯出錯，此時的a被final修飾，存儲在方法區，且不能被修改

final也能修飾類，，表示不能再被繼承，稱為密封類。

final還能修飾方法，表示此時的方法不能被重寫，稱為密封方法。

切記：如果一個類被final修飾，那麼其中的方法將自動地稱為final，但是不包括字段。如果一個方法沒有被重寫並且還很短，編譯器將會對此進行優化處理，這個過程稱為內聯。

組合

和繼承類似的，還有一個叫組合的概念，也是用於表達類之間的關系，也能夠達到代碼的重復使用。

例如：一個公司由很多人組合而成，有當經理的、職員的、保潔員的等等……

class Person {
    public String name;
    public String sex;
}
class Manager extends Person { //繼承 人
    //經理的薪水
    public double getSalary() {
    }
}
class Staff extends Person { //繼承 人
    //普通職員的薪水
    public double getSalary() {
    }
}
//組合
public class Company {
    public Manager[] manager; //經理
    public Staff[] staff; //普通職員
}

組合並沒有涉及到特殊的語法，僅僅隻是將一個類的實例作為另一個類的字段，這也是我們設計類的一種常用的方式或思想。

組合表示has- a 的語義：意為：一個事物 由 什麼組合而成，也就是包含的意思。

繼承表示is-a的語義：意為：一個事物 是 一個什麼事物的概念。

總結

本篇文章就到這裡瞭，希望能夠給你帶來幫助，也希望您能夠多多關註WalkonNet的更多內容！

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