Java面向对象程序设计：继承，多态用法实例分析

简介

面向对象程序设计是Java中最重要的编程思想。其中继承和多态是面向对象程序设计中的两大特性。继承和多态的运用可以对代码架构做到高度的灵活和可维护性，是我们编写高质量代码的关键。

继承

继承是Java中面向对象程序设计的核心概念之一。继承可以使我们的代码重用和复用，提高编程效率。在Java中一个类可以继承另一个类的全部或部分属性和方法。在继承关系中，被继承的类称为父类（或超类），继承的类称为子类（或派生类）。

继承的实现

在Java中实现继承，使用了关键字extends。具体的语法如下：

class 子类名 extends 父类名 {

    //成员变量

    //方法
}

在子类中访问父类的成员，可以使用super关键字。

继承的用途

继承的主要用途是建立类之间的一种层次关系，实现代码的复用。子类可以访问父类的方法和成员变量，也可以重写父类的方法。

多态

Java中的多态是指同一个方法在不同的对象上具有不同的行为。多态是Java中面向对象编程的重要特性之一。多态可以提高方法的可重用性，使代码结构更为灵活。

多态的实现

在Java中，通过继承和重写方法实现多态。子类继承了父类的方法，然后在子类中重写方法，实现不同的行为。在程序运行时，Java虚拟机（JVM）会根据对象的实际类型来调用相应的方法。

多态的用途

多态可以使代码更加灵活和可扩展。可以在运行时定义对象类型，而不需要在编译时指定类型。多态可以使程序具有更强的扩展性和可维护性，更加适应需求变化的环境。

示例分析

以下是两个示例，分别展示了继承和多态的用法。

示例1

// 父类
class Animal {
    public void move(){
        System.out.println("动物可以移动");
    }
}

// 子类
class Dog extends Animal{
    public void move(){
        super.move(); // 调用父类方法
        System.out.println("狗可以跑和走");
    }
}

在这个示例中，子类Dog继承了父类Animal的move()方法，并重写了该方法。在子类中调用super.move()方法，可以使用父类的实现代码。在子类中增加了具体的行为，实现了狗的跑和走的能力。

示例2

// 父类
class Shape {
    protected int x;
    protected int y;

    public Shape(int x, int y) {
        this.x = x;
        this.y = y;
    }

    public void draw() {
        System.out.println("Shape.draw()");
    }
}

// 子类1
class Circle extends Shape {
    private int radius;

    public Circle(int x, int y, int radius) {
        super(x, y);
        this.radius = radius;
    }

    public void draw() {
        System.out.println("Circle.draw()");
    }
}

// 子类2
class Rectangle extends Shape {
    private int width;
    private int height;

    public Rectangle(int x, int y, int width, int height) {
        super(x, y);
        this.width = width;
        this.height = height;
    }

    public void draw() {
        System.out.println("Rectangle.draw()");
    }
}

public class Example2 {
    public static void main(String[] args) {
        Shape[] shapes = { new Circle(0, 0, 10), new Rectangle(0, 0, 10, 20) };
        for (Shape shape : shapes) {
            shape.draw();
        }
    }
}

在这个示例中，Shape是父类，包含一个x和一个y属性以及一个draw()方法。Circle和Rectangle是子类，分别继承了Shape类，并重写了draw()方法。在Example2中，定义了一个Shape数组，包含一个Circle和一个Rectangle对象。在循环中，对每个对象调用shape.draw()方法，观察程序运行结果。在运行时，根据实际的对象类型，JVM会分别调用Circle和Rectangle的draw()方法，实现多态的效果。