Java中子类重写父类方法

在Java中，子类可以重写父类中的方法。这是面向对象编程的一个重要特性，它允许子类对父类中继承的方法进行修改或扩展，从而实现更灵活的编程。

1. 什么是方法重写

方法重写（也叫方法覆盖）是指子类中定义与父类中同名、同参数、同返回值类型的方法，从而覆盖（或替换）父类中的方法。当某个方法被子类重写后，调用该方法时，将执行子类中的方法，而不再执行父类中的方法。

使用方法重写，可以让子类继承父类中原有的行为，同时又可以根据子类自身的特性，修改或扩展父类中的方法，使其更符合子类自己的需求。

2. 方法重写的要求

Java中方法重写必须满足以下要求：

方法名必须与父类中被重写的方法名相同；
方法的参数类型、个数、顺序都必须与被重写的方法相同；
返回值类型也必须与被重写的方法相同或者是它的子类；
访问修饰符不能比父类中被重写的方法的访问修饰符更严格。

另外，如果父类中被重写的方法是final或private类型的，则不能被子类重写。

3. 方法重写的示例

下面是一个简单的例子，演示了如何在子类中重写父类中的方法：

class Animal {
    public void makeSound() {
        System.out.println("动物发出声音");
    }
}

class Cat extends Animal {
    public void makeSound() {
        System.out.println("猫发出“喵喵”的声音");
    }
}

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Animal animal = new Cat();
        animal.makeSound(); // 输出：猫发出“喵喵”的声音
    }
}

上面的代码中，Animal类是一个父类，定义了一个名为makeSound的方法；而Cat类继承自Animal类，并覆盖了makeSound方法，使其输出“猫发出‘喵喵’的声音”。

在Main类中，我们实例化了一个Cat对象，并将其赋值给一个Animal引用，这样就可以调用该对象的makeSound方法。由于Cat中重写了makeSound方法，所以输出的是“猫发出‘喵喵’的声音”，而不是Animal中的默认实现。

4. 方法重写的注意事项

4.1 被重写的方法不能为final类型

final修饰的方法是不能被子类重写的。如果在子类中尝试去重写一个final方法，编译器会报错：

class Animal {
    public final void makeSound() {}
}

class Cat extends Animal {
    public void makeSound() {} // 编译错误：makeSound() 无法覆盖 Animal.makeSound()；被覆盖的方法为 final
}

4.2 方法重写不能改变访问修饰符

方法重写时，访问修饰符不能比父类中被重写的方法的访问修饰符更严格。如果在子类中将父类中被重写的方法声明为private或protected类型，编译器会报错。但是，如果在子类中将父类中的public方法改为protected或private，不会报错，但是也不能通过编译。

class Animal {
    protected void makeSound() {}
}

class Cat extends Animal {
    private void makeSound() {} // 编译错误：makeSound() in Cat cannot override makeSound() in Animal; attempting to assign weaker access privileges; was protected
}

4.3 父类和子类里的方法参数要完全一样

父类和子类中重写的方法必须有相同的参数类型、参数个数和顺序。如果不满足这个条件，编译器会报错：

class Animal {
    public void makeSound(String sound) {}
}

class Cat extends Animal {
    public void makeSound(int sound) {} // 编译错误：makeSound(int) in Cat cannot override makeSound(String) in Animal
}

4.4 父类和子类里的方法返回类型要匹配

父类和子类中重写的方法的返回类型必须相同，或者子类的返回类型必须是父类的返回类型的子类：

class Animal {
    public Number makeSound() {return 0;}
}

class Cat extends Animal {
    public Integer makeSound() {return 0;} // 编译错误：makeSound() in Cat cannot override makeSound() in Animal; return type Integer is not compatible with Number
}

上面的代码中，Animal类中makeSound方法的返回类型是Number，而Cat类中重写的makeSound方法的返回类型是Integer。这是不合法的，因为Integer虽然是Number的子类，但并不等价于Number。

4.5 方法重写时要保证语义一致

在重写父类的方法时，应该保证子类中的方法语义和父类中方法的语义一致。也就是说，重写的方法不能改变原来方法的含义，否则容易出现程序错误。

例如：

class Animal {
    public void makeSound(int volume) {}
}

class Cat extends Animal {
    public void makeSound(int volume, String soundType) {} // 这种覆盖是不一致的，编译错误
}

上面的代码中，Cat类中重写makeSound方法时，添加了一个新的参数soundType，这会导致Cat类的makeSound方法和Animal类的makeSound方法语义不一致。所以编译时会报错。

5. 总结

Java中，方法重写是子类继承父类时的一种特性。它允许子类重写父类中的方法，从而修改或扩展父类中原有的行为。但是，在编写重写方法时需要注意许多细节，包括方法名、访问修饰符、参数类型和顺序、返回类型等。只有遵守这些规则，才能实现正确的方法重写。

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