Java 中的继承和多态

继承和多态是面向对象编程（OOP）的两个核心特性。通过继承可以实现代码复用和类的扩展，通过多态可以提高代码的灵活性和可维护性。

1. 继承（Inheritance）

1.1 什么是继承？

继承是面向对象编程中的一个重要特性，它允许一个类（子类）从另一个类（父类）中获取属性和方法，从而实现代码复用和功能扩展。

关键点：

extends 关键字：用于声明子类继承父类。
子类可以访问父类的公共（public）和受保护（protected）成员。
子类可以重写父类的方法。

1.2 继承的代码案例

父类：动物类

// 定义一个父类：动物类
class Animal {
    // 父类的属性
    protected String name;

    // 构造方法
    public Animal(String name) {
        this.name = name;
    }

    // 父类的方法
    public void eat() {
        System.out.println(name + " 正在吃东西...");
    }
}

子类：狗类

// 定义一个子类：狗类，继承自 Animal 类
class Dog extends Animal {
    // 子类的构造方法
    public Dog(String name) {
        super(name); // 调用父类构造方法
    }

    // 子类新增的方法
    public void bark() {
        System.out.println(name + " 正在汪汪叫...");
    }
}

主方法：测试继承

public class InheritanceExample {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建一个狗对象
        Dog dog = new Dog("小黑");
        
        // 调用父类的方法
        dog.eat();
        
        // 调用子类的方法
        dog.bark();
    }
}

输出示例：

小黑 正在吃东西...
小黑 正在汪汪叫...

代码解析：

子类 Dog 通过 super 调用父类的构造方法。
子类不仅继承了父类的 eat 方法，还扩展了新的 bark 方法。

2. 多态（Polymorphism）

2.1 什么是多态？

多态是指同一个方法在不同对象中具有不同的表现形式。多态分为以下两种：

编译时多态（方法重载）：通过方法名相同但参数不同实现。
运行时多态（方法重写）：通过子类重写父类方法实现。

2.2 运行时多态的特点

父类引用指向子类对象。
方法调用时，会执行子类的重写方法，而不是父类的方法。
多态依赖于方法的重写。

2.3 多态的代码案例

父类：动物类

// 父类：动物类
class Animal {
    protected String name;

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

    // 定义一个可以被子类重写的方法
    public void makeSound() {
        System.out.println(name + " 发出声音...");
    }
}

子类：猫类和狗类

// 子类：猫类
class Cat extends Animal {
    public Cat(String name) {
        super(name);
    }

    @Override
    public void makeSound() {
        System.out.println(name + " 正在喵喵叫...");
    }
}

// 子类：狗类
class Dog extends Animal {
    public Dog(String name) {
        super(name);
    }

    @Override
    public void makeSound() {
        System.out.println(name + " 正在汪汪叫...");
    }
}

主方法：测试多态

public class PolymorphismExample {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建动物数组
        Animal[] animals = new Animal[2];
        
        // 子类对象赋值给父类引用
        animals[0] = new Cat("小白猫");
        animals[1] = new Dog("小黑狗");

        // 通过多态调用方法
        for (Animal animal : animals) {
            animal.makeSound(); // 调用时执行子类的重写方法
        }
    }
}

输出示例：

小白猫 正在喵喵叫...
小黑狗 正在汪汪叫...

代码解析：

animals 是一个 Animal 类型的数组，可以存储父类和子类对象。
调用 makeSound 方法时，具体执行的是子类重写的方法，而不是父类的方法。

3. 方法重载 vs 方法重写

特性	方法重载（Overloading）	方法重写（Overriding）
定义	同一个类中方法名相同，但参数列表不同。	子类中重新定义父类的同名方法。
发生阶段	编译时	运行时
参数列表	必须不同	必须相同
访问修饰符	无限制	子类方法的访问权限不能小于父类方法。
关键字	不需要	需添加 `@Override` 注解（推荐）。