Java繼承的基本概念

Java是面向對象編程語言，繼承是面向對象編程的基礎。繼承允許一個類或對象獲得另一個類或對象的屬性和方法。在Java中，繼承是通過子類來繼承父類的屬性和方法，從而使得子類可以重用父類的代碼，同時還可以為子類添加新的屬性和方法，從而實現代碼復用和擴展的目的。

繼承的基本語法

Java中通過”extends”關鍵字來實現繼承。下面是一個簡單的繼承示例：

// 父類
class SuperClass {
    public void print() {
        System.out.println("Hello, I'm SuperClass");
    }
}

// 子類
class SubClass extends SuperClass {
    // 子類可以重寫父類的方法
    public void print() {
        System.out.println("Hello, I'm SubClass");
    }
}

// 測試類
public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        SuperClass obj1 = new SuperClass();
        SubClass obj2 = new SubClass();

        obj1.print(); // 輸出：Hello, I'm SuperClass
        obj2.print(); // 輸出：Hello, I'm SubClass
    }
}

在上面的示例中，我們定義了一個父類SuperClass和一個子類SubClass。子類通過”extends”關鍵字繼承了父類，從而獲得了父類的所有屬性和方法。同時，子類還可以重寫父類的方法，從而實現自己的特定功能。

繼承的特點

1. 單繼承

Java不支持多繼承，即一個子類只能繼承一個父類。這種設計主要是為了避免多個父類之間方法名、參數名的衝突問題，簡化繼承關係和代碼設計。

2. 子類無法訪問父類的私有成員

如果父類中有私有成員（private修飾的變量或方法），則子類無法通過繼承來直接訪問父類中的私有成員。

// 父類
class SuperClass {
    private String name = "SuperClass";

    public void print() {
        System.out.println("Hello, I'm " + name);
    }
}

// 子類
class SubClass extends SuperClass {
    // 子類無法直接訪問父類中的私有成員
}

// 測試類
public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        SubClass obj = new SubClass();
        obj.print(); // 輸出：Hello, I'm SuperClass
    }
}

在上面的示例中，父類中的name變量被聲明為私有成員，在子類中無法直接訪問，但是子類可以通過父類的公用接口（即公有方法）來訪問。在子類中調用print()方法時，會調用父類的print()方法，從而輸出”Hello, I’m SuperClass”。

3. 子類可以重寫父類的方法

子類可以根據需要重寫父類中的方法，以實現子類自己的特定功能。子類重寫父類的方法時，方法名、返回值類型和參數列表必須完全一致。如果不一致，會編譯錯誤。

// 父類
class SuperClass {
    // 父類的方法
    public void print() {
        System.out.println("Hello, I'm SuperClass");
    }
}

// 子類
class SubClass extends SuperClass {
    // 子類重寫父類的方法
    public void print() {
        System.out.println("Hello, I'm SubClass");
    }
}

// 測試類
public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        SuperClass obj = new SubClass();
        obj.print(); // 輸出：Hello, I'm SubClass
    }
}

在上面的示例中，我們定義了一個父類SuperClass和一個子類SubClass。子類繼承了父類的print()方法，同時又重寫了print()方法。在測試類中，我們通過父類引用指向子類對象，並調用print()方法，輸出結果為”Hello, I’m SubClass”。

繼承的優點

1. 代碼復用

繼承允許子類重用父類中的代碼，減少了代碼的冗餘。這使得代碼更易於維護和擴展。

2. 多態性

繼承允許子類根據需要重寫父類中的方法，實現多態性。多態性使得程序具有更大的靈活性和可擴展性。

3. 可維護性

繼承可以使得程序的層次結構更加合理和可維護。合理的層次結構可以使得代碼更易於修改和升級。

繼承的注意事項

1. 不要濫用繼承

繼承雖然可以帶來諸多好處，但是濫用繼承也會帶來不少問題。過度的繼承會導致代碼結構複雜、維護困難，還可能帶來性能問題。因此，在使用繼承時應該遵守”合理使用”的原則，避免濫用。

2. 父類的修改會影響子類

在繼承中，子類繼承了父類的屬性和方法。如果父類的屬性和方法發生了修改，子類的行為也會隨之發生變化。這可能會導致不可預料的後果。因此，在繼承中應該注意父類和子類之間的耦合度，儘可能避免修改父類的行為。

3. 構造方法不能被繼承

在Java中，構造方法不能被繼承。但是子類可以通過super關鍵字來調用父類的構造方法，從而初始化父類的屬性。

// 父類
class SuperClass {
    private String name;

    public SuperClass(String name) {
        this.name = name;
    }

    public void print() {
        System.out.println("Hello, I'm " + name);
    }
}

// 子類
class SubClass extends SuperClass {
    private int age;

    public SubClass(String name, int age) {
        super(name); // 調用父類的構造方法
        this.age = age;
    }

    // 子類可以添加自己的方法
    public void printAge() {
        System.out.println("My age is " + age);
    }
}

// 測試類
public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        SubClass obj = new SubClass("SubClass", 30);
        obj.print();    // 輸出：Hello, I'm SubClass
        obj.printAge(); // 輸出：My age is 30
    }
}

在上面的示例中，我們使用super關鍵字調用父類的構造方法，並初始化了父類中的屬性name。子類SubClass還添加了一個自己的方法printAge()，用於輸出年齡。