Java继承、多态、方法重写与重载及抽象类详解

### Java 继承、多态、方法重写与重载及抽象类详解 在 Java 编程中，继承、多态、方法重写与重载以及抽象类是非常重要的概念。它们为代码的复用、灵活性和可扩展性提供了强大的支持。下面我们将详细探讨这些概念。 #### 方法重写（Overriding） 当从父类重写一个方法时，实际上是在履行一个契约。这个契约规定了方法的参数和返回类型。例如，父类的方法可能声明为“不接受任何参数并返回一个布尔值”，那么子类重写的方法在外部看来，其参数和返回类型必须与父类被重写的方法完全一致。 以下是一个简单的示例，展示了方法重写的规则： ```java class Appliance { public boolean turnOn() { return true; } public boolean turnOff() { return true; } } class Toaster extends Appliance { // 这不是一个合法的重写，因为改变了参数 // boolean turnOn(int level) { // return true; // } // 这也不是一个合法的重写，因为降低了访问级别 // private boolean turnOn() { // return true; // } } ``` 方法重写有以下规则： 1. **参数必须相同，返回类型必须兼容**：父类方法接受的参数，子类重写方法必须使用相同的参数。父类声明的返回类型，重写方法必须声明相同类型或其子类类型。因为子类对象保证能够执行其父类声明的任何操作，所以在期望父类类型的地方返回子类类型是安全的。 2. **方法的访问权限不能更低**：访问级别必须相同或更友好。例如，不能将一个公共方法重写为私有方法。如果在编译时调用者认为调用的是一个公共方法，但在运行时由于重写版本是私有的而无法访问，这会导致错误。 #### 方法重载（Overloading） 方法重载是指在一个类中有两个或多个方法具有相同的名称，但参数列表不同。重载方法与多态无关，它主要是为了方便调用者。例如，如果有一个方法只接受一个整数参数，调用代码在调用该方法之前可能需要将一个双精度数转换为整数。但如果重载了该方法，使其接受一个双精度数参数，那么调用者就会更方便。 以下是一个方法重载的示例： ```java public class Overloads { String uniqueID; public int addNums(int a, int b) { return a + b; } public double addNums(double a, double b) { return a + b; } public void setUniqueID(String theID) { // 大量的验证代码，然后： uniqueID = theID; } public void setUniqueID(int ssNumber) { String numString = "" + ssNumber; setUniqueID(numString); } } ``` 方法重载有以下规则： 1. **返回类型可以不同**：只要参数列表不同，重载方法的返回类型可以自由改变。 2. **不能仅改变返回类型**：如果仅返回类型不同，这不是一个有效的重载，编译器会认为你试图重写方法。而且，除非返回类型是父类版本返回类型的子类型，否则这也不是一个合法的重写。要重载一个方法，必须改变参数列表，虽然可以将返回类型改为任何类型。 3. **访问级别可以任意改变**：可以用一个更严格的方法重载另一个方法，因为新方法不需要履行被重载方法的契约。 #### 方法重写与重载的对比 | 比较项 | 方法重写（Overriding） | 方法重载（Overloading） | | ---- | ---- | ---- | | 参数 | 必须相同 | 必须不同 | | 返回类型 | 必须兼容 | 可以不同 | | 访问权限 | 不能更低 | 可以任意改变 | | 与多态的关系 | 与多态相关 | 与多态无关 | #### 练习与示例 下面是一些练习，帮助你更好地理解方法重写和重载： ##### 练习 1：匹配代码与输出 ```java class A { int ivar = 7; void m1() { System.out.print("A’s m1, "); } void m2() { System.out.print("A’s m2, "); } void m3() { System.out.print("A’s m3, "); } } class B extends A { void m1() { System.out.print("B’s m1, "); } } class C extends B { void m3() { System.out.print("C’s m3, " + (ivar + 6)); } } public class Mixed2 { public static void main(String [] args) { A a = new A(); B b = new B(); C c = ```