OO基礎：繼承+多态+重載+重寫

複習OO的基礎知識。

轉自：http://zangweiren.blog.51cto.com/412366/94387

什麼是多态？它的實作機制是什麼呢？重載和重寫的差別在那裡？這就是這一次我們要回顧的四個十分重要的概念：繼承、多态、重載和重寫。 

【繼承(inheritance) 】

簡單的說，繼承就是在一個現有類型的基礎上，通過增加新的方法或者重定義已有方法（下面會講到，這種方式叫重寫）的方式，産生一個新的類型。繼承是面向對象的三個基本特征--封裝、繼承、多态的其中之一，我們在使用JAVA時編寫的每一個類都是在繼承，因為在JAVA語言中，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類沒有明确地指定繼承自哪個基類，那麼JAVA就會預設為它是繼承自Object類的。 

我們可以把JAVA中的類分為以下三種： 

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，也可以不含有抽象方法。

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。

接口隻能繼承（extends）接口。

請注意上面三條規律中每種繼承情況下使用的不同的關鍵字extends和implements，它們是不可以随意替換的。大家知道，一個普通類繼承一個接口後，必須實作這個接口中定義的所有方法，否則就隻能被定義為抽象類。我在這裡之是以沒有對implements關鍵字使用“實作”這種說法是因為從概念上來說它也是表示一種繼承關系，而且對于抽象類implements接口的情況下，它并不是一定要實作這個接口定義的任何方法，是以使用繼承的說法更為合理一些。 

以上三條規律同時遵守下面這些限制： 

類和抽象類都隻能最多繼承一個類，或者最多繼承一個抽象類，并且這兩種情況是互斥的，也就是說它們要麼繼承一個類，要麼繼承一個抽象類。

類、抽象類和接口在繼承接口時，不受數量的限制，理論上可以繼承無限多個接口。當然，對于類來說，它必須實作它所繼承的所有接口中定義的全部方法。

抽象類繼承抽象類，或者實作接口時，可以部分、全部或者完全不實作父類抽象類的抽象（abstract）方法，或者父類接口中定義的接口。

類繼承抽象類，或者實作接口時，必須全部實作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。

繼承給我們的程式設計帶來的好處就是對原有類的複用（重用）。就像子產品的複用一樣，類的複用可以提高我們的開發效率，實際上，子產品的複用是大量類的複用疊加後的效果。除了繼承之外，我們還可以使用組合的方式來複用類。所謂組合就是把原有類定義為新類的一個屬性，通過在新類中調用原有類的方法來實作複用。如果新定義的類型與原有類型之間不存在被包含的關系，也就是說，從抽象概念上來講，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系，那麼這時組合就是實作複用更好的選擇。下面這個例子就是組合方式的一個簡單示例： 

Java代碼 

public class Sub {

private Parent p = new Parent();

public void doSomething() {

// 複用Parent類的方法

p.method();

// other code

}

}

class Parent {

public void method() {

// do something here

}

}  

當然，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，才對它進行初始化。 

使用繼承群組合複用原有的類，都是一種增量式的開發模式，這種方式帶來的好處是不需要修改原有的代碼，是以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，這對我們的開發顯然是有益的。是以，如果我們是在維護或者改造一個原有的系統或子產品，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的模式，這不僅可以大大提高我們的開發效率，也可以規避由于對原有代碼的修改而帶來的風險。 

【多态(Polymorphism) 】

多态是又一個重要的基本概念，上面說到了，它是面向對象的三個基本特征之一。究竟什麼是多态呢？我們先看看下面的例子，來幫助了解： 

繼承是多态得以實作的基礎。從字面上了解，多态就是一種類型（都是Car類型）表現出多種狀态（寶馬汽車的名稱是BMW，售價是300000；奇瑞汽車的名稱是CheryQQ，售價是2000）。将一個方法調用同這個方法所屬的主體（也就是對象或類）關聯起來叫做綁定，分前期綁定和後期綁定兩種。下面解釋一下它們的定義： 

前期綁定：在程式運作之前進行綁定，由編譯器和連接配接程式實作，又叫做靜态綁定。比如static方法和final方法，注意，這裡也包括private方法，因為它是隐式final的。

後期綁定：在運作時根據對象的類型進行綁定，由方法調用機制實作，是以又叫做動态綁定，或者運作時綁定。除了前期綁定外的所有方法都屬于後期綁定。

多态就是在後期綁定這種機制上實作的。多态給我們帶來的好處是消除了類之間的耦合關系，使程式更容易擴充。比如在上例中，新增加一種類型汽車的銷售，隻需要讓新定義的類繼承Car類并實作它的所有方法，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。新增代碼如下： 

Java代碼 

// 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麼叫方法的型構（英文名是signature，有的譯作“簽名”，雖然它被使用的較為廣泛，但是這個翻譯不準确的）。型構就是指方法的組成結構，具體包括方法的名稱和參數，涵蓋參數的數量、類型以及出現的順序，但是不包括方法的傳回值類型，通路權限修飾符，以及abstract、static、final等修飾符。比如下面兩個就是具有相同型構的方法： 

Java代碼 

public void method(int i, String s) {

// do something

}

public String method(int i, String s) {

// do something

}

而這兩個就是具有不同型構的方法： 

Java代碼 

public void method(int i, String s) {

// do something

}

public void method(String s, int i) {

// do something

}

了解完型構的概念後我們再來看看重載和重寫，請看它們的定義： 

重寫，英文名是overriding，是指在繼承情況下，子類中定義了與其基類中方法具有相同型構的新方法，就叫做子類把基類的方法重寫了。這是實作多态必須的步驟。

重載，英文名是overloading，是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。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的。

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，我們在實際的程式設計中也經常這麼做。實際上構造器也是一個方法，構造器名就是方法名，構造器參數就是方法參數，而它的傳回值就是新建立的類的執行個體。但是構造器卻不可以被子類重寫，因為子類無法定義與基類具有相同型構的構造器。