第5章 继承与多态
Java继承与多态
封装、继承和多态的概念
封装、继承和多态的概念
封装、继承和多态是面向对象编程中的三个重要概念，下面分别进行详细解释：
一、封装
封装是指将对象的属性和方法封装在一起，形成一个独立的单元，对外部隐藏对象的实现细节，只暴露必要的接口供外部使用。
封装可以有效地保护对象的数据和行为，避免外部的误操作和非法访问，提高了代码的安全性和可维护性。
在面向对象编程中，封装是实现信息隐藏和数据保护的重要手段。
二、继承
继承是指一个类可以从另一个类中继承属性和方法，从而可以重用已有的代码和功能。
继承是面向对象编程中实现代码复用的重要手段，可以减少代码的重复性，提高代码的可读性和可维护性。
继承可以分为单继承和多继承两种方式，单继承是指一个类只能从一个父类中继承，而多继承是指一个类可以从多个父类中继承属性和方法。
三、多态
多态是指同一个方法在不同的对象上可以有不同的行为，即同一个方法可以有多
种不同的实现方式。
多态是面向对象编程中的重要概念，可以提高代码的灵活性和可扩展性。
多态可以分为编译时多态和运行时多态两种方式，编译时多态是指方法的重载，即同一个类中可以有多个同名但参数不同的方法；而运行时多态是指方法的重写，即子类可以重写父类的方法，从而实现不同的行为。
通过多态，可以实现面向对象编程中的“开闭原则”，即对扩展开放，对修改关闭。
类的继承与多态性实验报告
类的继承与多态性实验报告目录1.介绍2.什么是多态3.多态在Java中的技术基础4.示例5.多态的好处6.总结介绍之前的文章介绍过类的封装性和继承性，现在是时候聊聊面向对象编程的三大特性之一的最后一个类的多态性了。
多态的基础是继承（包括了接口的实现）和方法的覆盖。
什么是多态多态对应的英文单词是polymorphism，百度翻译给出的翻译是：n.多型现象，多态性; 多机组合形式;按字面意思就是多种状态、形态、姿态等等，潜台词就是某个东西具有多种状态、形态、姿态等等。
那是什么东西呢？在面向对象的编程语言里面（当然就包括Java了）就是某个方法或函数。
那方法的多种状态、形态、姿态有是个什么意思呢？这其实是指同一个方法具有多个方法体，就是方法的实现。
而方法的相同与否是由方法签名决定的。
所以，多态其实本质上是指同一个类的同一个方法却具有不同的行为特征。
状态、形态、姿态指的就是行为特征。
多态在Java中的技术基础然而，在Java中，同一个类里面是不可能存在两个签名相同而实现不同的方法的，否则的话会导致无法判断该执行哪个方法，因此在编译时就会报错。
所以，肯定是在两个类中才有可能存在两个签名相同而实现不同的方法，一个实现在这个类，另一个实现在另一个类。
而如果这两个类毫无瓜葛，那么肯定就与多态的本质（同一个类的同一个方法却具有不同的行为特征）自相矛盾了。
所以，这两个类肯定是有某种联系的。
我们再想想，什么概念是能够让两个不同的类却又能称为同一个类的？答案就是类的继承/扩展，就是现实中的“某东西是某类东西”的概念，就是“具体和抽象”的思想。
比如，男人是人，女人也是人，男人类和女人类就借助于人类建立了某种联系，而人类具有的某个行为在男人类和女人类中是有着不同体现的，比如人类的吃饭这个行为，男人类的体现是狼吞虎咽，女人类的体现是细嚼慢咽。
例子不是很恰当，但意思就是这么个意思。
所以说，Java里面多态的技术基础就是方法的覆盖，当然，在Java中覆盖不仅仅发生在类的继承/扩展上，还可能发生在接口的实现上。
C语言中的多态与继承
C语言中的多态与继承多态和继承是面向对象编程中两个重要的概念。
它们不仅在C++等高级语言中有着广泛的应用，而且在C语言中也具备一定的实现方式。
本文将讨论C语言中的多态与继承，探讨它们的概念、特点以及在实际编程中的应用。
一、多态的概念与特点多态是指同一操作作用于不同的对象，可以有不同的解释和实现方式。
在C语言中，要实现多态性通常使用函数指针和结构体来模拟。
通过函数指针，可以实现对不同结构体中相同类型的成员进行访问，进而实现多态。
多态的特点有以下几个方面：1. 同一操作作用于不同对象，可以有不同的表现形式。
2. 多态性可以增加代码的灵活性和可扩展性。
3. 多态性可以提高代码的复用性和可读性。
二、继承的概念与特点继承是面向对象编程中的基本概念之一，它允许一个类（称为子类或派生类）继承另一个类（称为父类或基类）的属性和方法。
在C语言中，要实现继承通常使用结构体嵌套的方式来模拟。
继承的特点有以下几个方面：1. 子类可以拥有父类的属性和方法。
2. 子类可以覆盖父类的方法，实现自己的特定功能。
3. 继承可以实现代码的重用和扩展，提高代码的效率和可维护性。
三、C语言中多态与继承的应用在C语言中，多态和继承可以通过结构体、函数指针以及函数调用的方式来实现。
首先，我们需要定义一个基类结构体，包含一些通用的属性和方法。
然后，针对不同的具体情况，可以定义多个不同的派生类结构体，继承基类的属性和方法，并在派生类中实现自己特定的操作。
接下来，我们需要定义一个函数指针成员，用于指向不同派生类中的方法。
通过函数指针的动态绑定，可以在运行时确定调用哪一个具体的方法，实现多态的效果。
最后，在调用函数的时候，可以使用基类的指针指向不同的派生类对象，通过函数指针调用对应的方法。
由于函数指针的动态绑定，程序会根据对象的实际类型来决定调用哪个方法，实现多态的效果。
通过上述方式，我们可以在C语言中模拟出多态和继承的特性，实现代码的复用、扩展和灵活调用。
java的封装,继承和多态(思维导图)
java的封装，继承和多态类和对象类类声明 { 成员变量的声明； 成员方法的声明及实现； }声明类：[修饰符] class 类<泛型> [extends 父类] [implements 接口列表]声明成员变量：[修饰符]数据类型 变量[=表达式]{,变量[=表达式]}成员方法声明：[修饰符]返回值类型 方法（[形式参数列表]）[throws 异常类列表]{语句序列；[return[返回值]]； }重载：一个类中可以有多个同名的成员方法，前提是参数列表不同，称为类的成员方法重载，重载的多个方法为一种功能提供多种实现。
重载方法之间必须以不同的参数列表（数据类型、参数个数、参数次序）来区别。
例如，MyDate 类可声明多个重载的set()方法如下: void set(int y,int m, int d)void set(int m, int d) //重载方法，参数个数不同void set(int d) void set(MyDate date)//重载方法，参数的数据类型不同对象对象声明：类 对象构造实例：对象 = new 类的构造方法（[实际参数列表]）引用对象的成员变量和调用成员方法：对象.成员变量 对象.成员方法([实际参数列表])类的封装性构造与析构类的构造方法用于创建类的一个实例并对实例的成员变量进行初始化一个类可声明多个构造方法对成员变量进行不同需求的初始化，构造方法不需要写返回值类型，因为它返回的就是该类的一个实例。
例：MyDate类声明以下构造方法:public MyDate(int year, int month, int day)// 声明构造方法，方法名同类名，初始化成员变量 {set(year, month day);// 调用 set()方法，为成员变量赋值}使用new运算符调用指定类的构造方法，实际参数列表必须符合构造方法声明。
例如:MyDate d1 = new MyDate(2017,10,1);//创建实例并初始化成员变量当一个类没有声明构造方法时，Java 自动为该类提供一个无参数的默认构造方法对象的引用与运算this引用访问本类的成员变量和成员方法：this.成员变量，this.成员方法([实际参数列表])调用本类重载的构造方法：this([实际参数列表])访问控制类的访问控制权限公有和(public)和缺省类中成员4级访问控制权限及范围声明set()和get()方法存取对象的属性例：public void set(int year, int month, int day) //设置日期值 public void set(MyDate date)//设置日期值，重载 public int getYear()//获得年份 public int getMonth()// 获得月份 public int getDay()//获得当月日期静态成员定义及访问格式使用关键字static声明的成员称为静态成员在类内部，可直接访问静态成员，省略类名。
《面向对象程序设计》教学大纲
《面向对象程序设计》教学大纲课程名称：面向对象程序设计英文名称：Object Oriented Programming）学分：2总学时：36实验（上机）学时： 8开课专业：电子商务专业一、本课程的性质、目的和培养目标面向对象程序设计是电子商务专业的限定选修课程。
面向对象程序设计是当今最为流行的程序设计方法，本课程以C++语言为核心，全面概述面向对象程序设计的基本概念和基本技术。
主要内容包括：理解和掌握面向对象程序设计的基本思想和技术，掌握C++中的引用和函数重载、类与对象、静态成员与友元、运算符重载、继承与派生类、多态与虚函数等重要概念和技术。
通过教学要求学生基本掌握面向对象的程序设计方法，认识C++是如何支持面向对象程序设计的，培养、训练学生运用面向对象技术进行程序设计的能力。
二、预修课程计算机语言与程序设计三、课程内容及学时分配第一章从Ｃ语言到Ｃ++语言1．Ｃ++语言出现的历史背景（OOP思想概述）2．Ｃ++中的注释、常量和输入输出3．Ｃ++中的变量定义与作用域4．Ｃ++中的函数5．Ｃ++中的指针与引用本章学时数：4，本章习题数：4第二章类与对象1．类2．对象3．构造函数和析构函数4．对象及其应用5．对象的生存期6．再论程序结构7．面向对象程序设计本章学时数：6，本章习题数：6第三章静态成员与友元1．拷贝构造函数2．静态数据成员3．静态成员函数4．友元函数本章学时数：6，本章习题数：6第四章运算符重载1．运算符重载的概念2．运算符重载举例本章学时数：4，本章习题数：4第五章继承与多态1．继承的概念2．单继承3．多态与虚函数4．类的分解（类的层次设计）5．抽象类与纯虚函数本章学时数：6，本章习题数：6第六章 I/O流库简介1．C++流库的结构2．输入与输出3．格式控制4．文件本章学时数：2，本章习题数：2四、实验（上机）内容和建议学时分配实验1 （4学时）要求：定义类，该类至少应包括静态数据成员和静态成员函数，要求通过本实验掌握定义类的基本方法。
c类的继承和多态例子
c类的继承和多态例子继承是面向对象编程中的重要概念之一，它允许一个类“继承”另一个类的属性和方法。
在C++中，继承分为三种类型：公有继承、私有继承和保护继承。
其中，公有继承是最常用的一种方式，也是实现多态的基础。
本文将通过一个例子来介绍C++中的公有继承和多态特性。
假设我们要设计一个动物园的系统，其中包含不同类型的动物。
首先，我们定义一个基类Animal，代表所有动物的共有属性和方法。
然后，派生出几个具体的动物类，如Lion（狮子）、Elephant （大象）和Monkey（猴子），它们都是Animal类的派生类。
1. 基类Animal的定义：```c++class Animal {public:Animal() {} // 构造函数virtual ~Animal() {} // 虚析构函数virtual void move() const = 0; // 纯虚函数，用于表示不同动物的移动方式protected:int age; // 年龄double weight; // 体重};```2. 派生类Lion的定义：```c++class Lion : public Animal {public:Lion(int a, double w) : Animal(), color("yellow") { age = a;weight = w;}void move() const {std::cout << "Lion is running." << std::endl;}private:std::string color; // 颜色};```3. 派生类Elephant的定义：```c++class Elephant : public Animal {public:Elephant(int a, double w) : Animal(), height(3.5) { age = a;weight = w;}void move() const {std::cout << "Elephant is walking." << std::endl; }private:double height; // 身高};```4. 派生类Monkey的定义：```c++class Monkey : public Animal {public:Monkey(int a, double w) : Animal(), num_bananas(5) {age = a;weight = w;}void move() const {std::cout << "Monkey is jumping." << std::endl;}private:int num_bananas; // 香蕉数目};```以上就是实现动物园系统的基本类定义。
Java继承与多态实验报告.doc
Java继承与多态实验报告.doc
Java的继承与多态实验报告
本报告致力于分析Java继承与多态的概念、原理和作用，以及相关实验过程及其结果。
继承，又称为分类，是Java面向对象程序设计语言中定义类之间关系的重要技术。
它使一个类可以使用另一个基类中定义的方法和属性，在基类中已经定义了一些功能，子
类可以对基类功能进行拓展与定制。
《Java技术手册》得出结论，继承可以有效提高软件的复用性、可维护性和可重用性，使大型的、复杂的程序有条理层次。
多态是Java中一种特殊的程序结构，允许不同类的对象对相同的消息作出不同的响应，由程序的消息而不是对象的类型来决定对象的行为。
它是Java多态性的基础，使程
序能够在不同对象上进行操作，统一实现。
从实验中，可以明显看出Java继承与多态之间的联系：多态必须依赖于继承，当子
类被创建时，它继承了母类的方法以及特性，这样，它才能以逐渐上升的方式处理所有消息，而多态给了子类独特-->性的功能。
同时，多态也方便了代码重用，因为子类会继承
母类的方法和属性。
此外，结果表明，多态的优点使程序可以提高可重用性，它也减少了代码的重复编写，同时允许特定类之外的类可以得到适用。
它促进了软件不断更新，因为多态给开发人员提
供了以对象层次组织代码的方法。
本练习涉及到Java继承与多态概念的整体概述和实现细节，为完全理解多态的概念
打下了坚实的基础。
它提供了一个理解和使用这些概念的有用方式和指导。
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[修饰符] class 子类名 extends 父类名
修饰符：可选，用于指定类的访问权限，可选值为 public、abstract和final。
子类名：必选，用于指定子类的名称，类名必须是合 法的Java标识符。一般情况下，要求首字母大写。
extends 父类名：必选，用于指定要定义的子类继承 于哪个父类。
【例】 定义一个名称为Calculate的类，在 该类中定义两个名称为getArea()的方法（参数个 数不同）和两个名称为draw()的方法（参数类型 不同）。
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5.3.2 避免重载出现的歧义
方法重载之间必须保证参数不同，但 是需要注意，重载方法在被调用时可能出 现调用歧义。例如下面Student类中的 speak方法就很容易引发歧义。
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5.4.1 抽象类和抽象方法
所谓抽象类就是只声明方法的存在而不 去具体实现它的类。抽象类不能被实例化， 也就是不能创建其对象。在定义抽象类时， 要在关键字class前面加上关键字abstract。
语法格式为：
abstract class 类名{
类体
}
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5.5 final修饰符
final关键字用来修饰类、变量 和方法，final关键字用于表示 它修饰的类、方法和变量不可 改变。
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5.5.1 final变量
1. final修饰成员变量 成员变量是随着类初始化或对象初始化而初始化的。当类初始 化时，系统会为该类的类属性分配内存，并分配默认值；当创 建对象时，系统会为该对象的实例属性分配内存，并分配默认 值。 对于final修饰的成员变量，如果既没有在定义成员变量时指定 初始值，也没有在初始化块、构造器中为成员变量指定初始值， 那么这些成员变量的值将一直是0、’\u0000’、false或null， 这些成员变量也就失去了意义。 因此当定义final变量时，要么指定初值，要么在初始化块、构 造器中初始化成员变量。当给成员变量指定默认值之后，则不 能在初始化块、构造器中为该属性重新赋值。。
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5.3 多 态
多态是面向对象程序设计的重要 部分，是面向对象的3个基本特性 之一。在Java语言中，通常使用 方法的重载（Overloading）和覆 盖（Overriding）实现类的多态性。
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5.3.1 方法的重载
方法的重载是指在一个类中，出现 多个方法名相同，但参数个数或参数 类型不同的方法，则称为方法的重载。 Java在执行具有重载关系的方法时， 将根据调用参数的个数和类型区分具 体执行的是哪个方法。
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5.1.4 使用super关键字
super关键字主要有以下两种用途。
（1）调用父类的构造方法。
子类可以调用父类的构造方法，但是必须在子类的构造方法中 使用super关键字来调用。其具体的语法格式如下：
super([参数列表]);
如果父类的构造方法中包括参数，则参数列表为必选项，用于 指定父类构造方法的入口参数。
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5.4.3 抽象类的作用
抽象类不能被创建实例，只能被继承。从语义 角度上看，抽象类是从多个具体类中抽象出来的父 类，它具有更高层次的抽象。从多个具有相同特征 的类中抽象出一个抽象类，以这个抽象类为模板， 从而避免子类的随意设计。 抽象类体现的就是这种模板模式的设计，抽象 类作为多个子类的模板，子类在抽象类的基础上进 行扩展，但是子类大致保留抽象类的行为。
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5.5.2 final类
使用关键字final修饰的类称为final类，该类不能被继承，即不 能有子类。有时为了程序的安全性，可以将一些重要的类声明为final 类。例如，Java语言提供的System类和String类都是Final类。
语法格式为： final class 类名{
5.4.2 抽象类和抽象方法的规则
综上所述，抽象类和抽象方法的规则总结如下： （1）抽象类必须使用abstract修饰符来修饰，抽象方法必须使用 abstract修饰符来修饰。 （2）抽象类不能被实例化，无法使用new关键字来调用抽象类的 构造器创建抽象类的实例，即使抽象类里不包含抽象方法，这个抽象类 也不能创建实例。 （3）抽象类可以包含属性、方法（普通方法和抽象方法）、构 造器、初始化块、内部类、枚举类。抽象类的构造器不能用于创建实例， 主要是用于被其子类调用。 （4）含有抽象方法的类（包括直接定义了一个抽象方法；继承 了一个抽象父类，但没有完全实现父类包含的抽象方法；以及实现了一 个接口，但没有完全实现接口包含的抽象方法三种情况）只能被定义成 抽象类。
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public class Student { static void speak (double a ,int b) { System.out.println(“我很高兴”); } static void speak (int a,double b) { System.out.println(“I am so Happy”); } }
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5.1.3 继承的使用原则
子类可以继承父类中所有可被子类访问的成员变量和成员方法， 但必须遵循以下原则： （1）子类能够继承父类中被声明为public和protected的成员 变量和成员方法，但不能继承被声明为private的成员变量和成员方 法； （2）子类能够继承在同一个包中的由默认修饰符修饰的成员 变量和成员方法； （3）如果子类声明了一个与父类的成员变量同名的成员变量， 则子类不能继承父类的成员变量，此时称子类的成员变量隐藏了父 类的成员变量； （4）如果子类声明了一个与父类的成员方法同名的成员方法， 则子类不能继承父类的成员方法，此时称子类的成员方法覆盖了父 类的成员方法。
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5.2 子类的继承
子类中的一部分成员是子类自己声明、 创建的，另一部分是通过它的父类继承的。 在Java中，Object类是所有类的祖先类， 也就是说任何类都继承自Object类。除了 Object类以外的每个类，有且仅有一个父 类，一个类可以有零个或多个子类。
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5.2.3 继承关系的UML图
当一个类是另一个类的子类的时候，可以通过 UML图使用实线连接两个类来表示二者之间的继承 关系。实线的起始端是子类的UML图，实线的终止 端是父类的UML图。在实线的终止端使用一个空心 三角形表示实线的结束。
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5.2.4 继承中的P覆盖的成员方法。
如果想在子类中操作父类中被隐藏的成员变量和被覆盖的成员 方法，也可以使用super关键字。
语法格式为：
super.成员变量名
super.成员方法名([参数列表])
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使用super关键字
super关键字主要有以下两种用途。 （1）调用父类的构造方法 （2）操作被隐藏的成员变量和被覆盖的成 员方法
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5.3.3 方法的覆盖
当子类继承父类中所有可能被子类 访问的成员方法时，如果子类的方法 名与父类的方法名相同，那么子类就 不能继承父类的方法，此时，称子类 的方法覆盖了父类的方法。覆盖体现 了子类补充或者改变父类方法的能力， 通过覆盖，可以使一个方法在不同的 子类中表现出不同的行为。
在一个类A中，它所定义的成员变量和方法都被protected所修 饰，类A被类B、类C继承，那么在类B与类C中都继承了类A的成员 变量和方法。这时，如果在类C中创建一个自身的对象，那么该对象 可以访问父类的和自身定义的protected修饰的变量和方法。但是在 其他类中，比如Student类，对于子类C自己声明的protected成员变 量和方法，只要Student类与C类在同一包中，创建的对象就可以访 问这些被protected修饰的成员变量和方法。对于子类C从父类中继 承的protected成员变量和方法，只要Student类与C类的父类在同一 包中，创建的对象就能够访问继承的protected成员变量和方法。
当子类与父类不在同一包中，父类中使 用private修饰符修饰的成员变量和友好的成 员变量不会被继承，也就是子类只能继承父 类中使用public和protected访问修饰符修饰 的成员变量作为子类的成员变量，同样，子 类也只能继承父类中使用public和protected 访问修饰符修饰的方法作为子类的方法。
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5.4 抽象类
通常可以说四边形具有4条边，或者更具 体一点，平行四边形是具有对边平行且相等 特性的特殊四边形，等腰三角形是腰相等的 三角形，这些描述都是合乎情理的，但对于 图形对象却不能使用具体的语言进行描述， 它有几条边，究竟是什么图形，没有人能说 清楚，这种类在Java中被定义为抽象类。
类体 }
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5.5.3 final方法
使用final修饰符修饰的方法是不可以被重写的。如果想要不允许 子类重写父类的某个方法，可以使用final修饰符修饰该方法。
例如： public class Father { public final void say (){} }
public class Son extends Father { public final void say (){} // 编译错误，不允许重写final方法 }
5.2.1 同一包中的子类与父 类
如果子类与父类都在同一包中，那 么子类继承父类中非private修饰的成 员变量和方法。 【例】 有三个类，People类是父 类，Student类是继承父类的子类， Teacher类也是继承父类的子类， Example类是测试类。