[Java知识库]【Java】包与继承

一、包

包是什么？

书包里装的是书，钱包里装的是钱，化妆包里装的是化妆品，而 Java 中的包里装的是各种各样的类。

在 IDEA 中创建一个类通常的做法是在 src 下直接创造一个类，比如这个类叫 TestDemo ，此时，在这个包里名为 TestDemo 的 java 文件有且只能有一个。

在做一个大的工程项目时，如果大家都采取这样的创建类的方式，很难保证同事不和你一样写一个 TestDemo 类，当同一个包里面有两个类重名时，编译代码时就会出现错误。

为能够更好地组织类，保证类的唯一性，Java 提供了包机制，用于区别类名的命名空间。

当我们在 IDEA 中创建一个 TestDemo 类后，可以这么做，来看看这厮究竟搁哪地儿了。

综上所述，简而言之！包！说白了就是一装着类的文件夹！

1.1 把类从包里导进来

在此之前，我们其实已经使用过许多 Java 为我们准备的类，当需要使用时直接用 import 关键字将其导入即可。

📑代码示例一：

//方法一
import java.util.Arrays;
import java.util.Scanner;
//方法二
//import java.util.*;
public class TestDemo {
    public static void main(String[] args) {
        Scanner scan = new Scanner(System.in);
        //System.in 表示从键盘进行读入
        int[] array = {1,2,3,4};
        System.out.println(Arrays.toString(array));
    }
}

💬代码解释：

• 想要使用 Scanner 和 Arrays 这两个类，就需要用 import关键字将 util 包下的 Scanner 和 Arrays 这两个类导入到程序当中，如果不导入，类就没有办法使用。
• 方法一属于单类型的导入，即用哪个类就导入哪个类
• 方法二属于按需类型的导入，* 表示的是通配符包括 util 的所有的类，后程序中如果要用到这个包中的别的类都不需要再重新导入包了。实际上，真正导入的时候并不会导入所有的类，而是用到哪个类就导入哪个类，这也是 Java 的一大好处。

在众多的类中有这样的一种特殊的类，两个包中都有该类，例如 Date 类。

📑代码示例二：

import java.util.*;
import java.sql.*;
public class TestDemo {
    public static void main(String[] args) {
        //方法一
        Date date = new Date();
        //方法二
        java.util.Date date = new java.util.Date();
        
        System.out.println(date.getTime());
    }
}

💬代码解释：

• 由于 util 和 sql 中都存在一个 Date 这样的类，方法一这样的表达形式，就会出现歧义，对 Date 的引用不明确，编译出错。
• 可以使用方法二这样的形式，使用完整的类名对其进行实例化。
• 排除这种特殊情况。可以在没有导包的情况下用方法二来导入类也是可行的，缺点在于写法较为麻烦；一般来说在用 import 关键字导入包的情况下，方法一进行实例化会较为普遍。

方法一报错图示：

1.2 再把类丢包里去

想要将类放入包中，首先需要自己先建一个包。

建包创类操作：

一：建包

1. 右键 src -> New -> Package

2. 输入包名

3. 结果图（为了使包更具有层次感，可以通过设置进行操作）

二：创类

1. 右键包名（这里选择在 www 这个包下面创建一个类）-> New -> Java Class （如果选择在 jxust 这个包下创建一个类，那么该类将会和 www 这个包同级）

2. 输入类名

3. 结果图，可以看见这里有两个 TestDemo 类，但是存在于不同的包下面，就不会产生任何的冲突

文件途径：

代码区：

package com.jxust.www;
public class TestDemo {
    
}

注意：

• 完成上述的操作之后，在文件的最上方会出现一个 package 语句，该条语句指定了该代码在哪个包中，不可以将其删除
• 包名通常为公司的域名的逆置，差不多就像上述我的举例的那样，但并非硬性规定，也可以选择想起什么名儿就起什么名儿。
• 包名要和代码路径相匹配

1.3 包的访问权限控制

在上一章类与对象中，有介绍过类中的 public 和 private 关键字，public 是最为公开的，可以被所有的类所访问，private 是最为私有的，只能被自己的类访问和修改。

当某一个成员没有任何的关键字进行修饰，该成员就受包的访问权限控制，该成员可以在包内部的其他类使用, 但是不能在包外部的类使用。实际上，这种成员默认被 default(friendly) 所修饰。

📑代码示例：

www 包：

package com.jxust.www;
public class TestDemo {
    int a = 18;
}
//定义一个包访问权限的变量a

package com.jxust.www;
public class TestDemo2 {
    public static void main(String[] args) {
        TestDemo testDemo = new TestDemo();
        System.out.println(testDemo.a);
    }
}
//执行通过，可以访问的到a

其他包里面：

public class TestDemo {
    public static void main(String[] args) {
        com.jxust.www.TestDemo testDemo = new com.jxust.www.TestDemo();
        System.out.println(testDemo.a);
    }
}
//编译错误

1.4 常见的一些系统包

• util 工具包使用的范围很广，非常重要
• lang 包提供了程序设计的基础类，在创造各种基础类型的变量时，都会自动的导入该包

1.5 静态导入（了解）

可以使用 import static 导入包中的静态的方法和字段

📑代码示例：

求对 a 和 b 变量的平方和进行开平方的结果

import static java.lang.Math.*;
public class TestDemo {
    public static void main(String[] args) {
        double a = 2,b = 3;
        //静态导入的方式
        double result = sqrt(pow(a,2) + pow(b,2));
        //一般方式
        //double result = Math.sqrt(Math.pow(x, 2) + Math.pow(y, 2));
        System.out.println(result);
    }
}

💬代码解释：

静态导入的优点就在于可以将代码写起来更加的简单，缺点就在于代码的可读性降低，所以一般来说，静态导入不太会用到，了解即可。

二、继承

2.1 初介绍

在正是学习 Java 语言前，就有了解到 Java 语言是面向对象的，而面向对象的基本特征：封装、继承、多态、抽象

在此之前，封装已经有所了解，知道了通过 private 关键字将成员包裹在当前的类中，外界想要对数据进行访问就需要使用已经提供的 get 和 set 方法，从而保证了模块具有较好的独立性，使得程序维护修改较为容易。

现在，我们讲一讲继承这一个基本特征。

日常生活中什么是继承？隔壁小王继承了他的爸爸老王的一大笔财产，这就意味着，原本属于老王的钱小王也可以花了。

面向对象中的继承有着异曲同工之妙，类与类之间会存在着某种关系，被继承的类称为 父类/基类/超类，而继承别的类的类就叫做子类/派生类，类似小王继承了老王的财产一样，子类继承了父类的字段和方法。

此时此刻，你是否…

举个例子：

📑代码示例：

class Animal {
    public int age;
    public String name;
    public void eat() {
        System.out.println(this.age +"岁的" + this.name + " 会吃饭");
    }
}
class Bird extends Animal{
    public void fly() {
        System.out.println(this.age +"岁的" + this.name + " 会飞翔");
    }
}
class Dog extends Animal{
    public String color;
    public void bark() {
        System.out.println(this.age +"岁的" + this.name + " 会狗叫");
    }
}
public class TestDemo {
    public static void main(String[] args) {
        Dog dog = new Dog();
        dog.name = "旺财";
        dog.age = 3;
        dog.eat();
        dog.bark();
    }
}

🏸 代码结果：

💬代码解释：

• 创建了三个类，Animal类，Bird 类以及 Dog 类，这三个类存在着某些关联，鸟是动物，狗也是动物，因此动物所具有的特征（比如有名字，有年龄，会吃饭）这俩都有，如果这些共有的特征在每个类里面都写一遍，就会造成代码冗余。
• 此时该代码采取让 Bird 和 Dog 分别继承 Animal 类，这样这两个类就是所谓子类，Animal 就是所谓父类，子类继承了父类的所有公开的字段和方法，达到了代码重用的效果。

Dog 类的内存分布：

2.2 语法规则

??基本语法形式:

class A extends B {
    
}

注意事项：

• A 代表子类，B 代表父类，关键字 extends在 Java 中的作用是继承的意思，使用该关键字指定父类
• 在 Java 中不允许多继承的存在，一个子类只能继承一个父类
• 子类会继承父类所有公开的字段和方法，被 private 关键字修饰的字段和方法，子类是没有办法进行访问的
• 子类可以使用 super 关键字得到父类实例的引用

举例代码改进：

📑代码示例：

class Animal {
    public int age;
    public String name;
    public Animal(int age, String name) {
        this.age = age;
        this.name = name;
    }

    public void eat() {
        System.out.println(this.age +"岁的" + this.name + " 会吃饭");
    }
}
class Bird extends Animal{
    public Bird(int age, String name) {
        super(age, name);
    }
    public void fly() {
        System.out.println(this.age +"岁的" + this.name + " 会飞翔");
    }
}
public class TestDemo {
    public static void main(String[] args) {
       Bird bird = new Bird(2,"麻雀");
       bird.fly();
       bird.eat();
    }
}

🏸 代码结果：

💬代码解释：

• 当父类创造了带两个参数的构造方法时，子类既然已经继承了父类，就需要先帮助父类进行构造，否则代码就会报错
• 子类帮助父类构造方法的快捷步骤：

1. 将光标放置在报错之处
2. Alt + 回车键
3. 选择 Create constructor matching super
4. 报错消失，帮助父类构造方法完成

• super() 的作用就是显示的调用父类的构造方法
• 在代码升级之前并没有报错是因为，编译器默认父类拥有无参的构造方法，默认子类调用父类不带参数的构造方法

2.3 super 关键字

super 关键字表示获取到父类实例的引用，简而言之，在子类内部调用父类方法或成员。

用法一：

super() 调用父类的构造方法(前面有所介绍)

public Bird(int age, String name) {
    super(age, name);
}

注意：一般放在第一行

用法二、三：

super.方法 调用父类的普通方法

super.成员方法 调用父类的普通方法

class Animal {
  public int age;
  public String name;
  public void eat() {
      System.out.println(this.age +"岁的" + this.name + " 会吃饭");
  }
}
class Bird extends Animal{
  public void fly() {
      super.eat();
      System.out.println(super.age +"岁的" + this.name + " 会飞翔");
  }
}
public class TestDemo {
  public static void main(String[] args) {
     Bird bird = new Bird(2,"麻雀");
     bird.fly();
  }
}

🏸 代码结果：

💬代码解释：

• 在子类的 fly方法中用关键字 super 调用了父类的 eat 方法，因此 当如我代码这么写的话，只需要在 main 函数中调用了 fly 方法，eat 方法也会被调用
• fly 方法中的 age 是调用父类的 age，name 是继承父类得来的，使用上并没有什么区别，一般当前的类用 this 较为普遍

注意：

• super()和 this() 都需要放在第一行，因此两者不能共存
• super 关键字不可以在被 static 修饰的方法中进行使用，因为该关键字依赖当前对象
• super 关键字只会指向最直接的父类
• 当子类和父类拥有同名的字段或方法时，符合就近原则使用子类的该字段或方法，若依然想要用父类的该字段或方法，就需要使用到 super
• super 和 this 最大的区别在于，super 表示对当前对象的父类的引用，this 表示对当前对象的引用；另外，查找的范围也有所区别，super 不会查找本类直接调用父类，this 先查找本类，如果本类没有就调用父类

2.4 protected 关键字

如果将某字段用 private 修饰，其子类没有办法访问。用 public 修饰，就没有封装的存在了。

此时，protected 关键字就起到了重要作用，被该关键字修饰的字段和方法可以被其类的子类（同一个包和不同的包都包含在内）和同一个包的其他的类访问到。

需要注意的是，如果是不同包下面的子类，不可以用对象的引用来访问父类的变量，可以通过 super。如果是同一个包下的话，两种方法都可以。

总结表：

2.5 final 关键字

A类继承了B类，B类继承了C类，C类继承了D类…

像这样层层叠叠更为复杂的继承方式称为多层继承，即子类还可以进一步的再派生出新的子类，但实际上超过三层的继承关系就需要考虑一下对代码进行重构，否则代码的可读性不高。

想要在语法上限制类被继承，final 关键字起到了重要作用。

之前有了解到，被 final 关键字修饰的变量或者字段，表示常量，是没有办法被修改的。

该关键字也可以修饰类，表示被修饰的类是不能被继承的。如果继承了，就会编译错误。

完！