# 1.5 繼承:重新使用接口
就其本身來說,對象的概念可為我們帶來極大的便利。它在概念上允許我們將各式各樣數據和功能封裝到一起。這樣便可恰當表達“問題空間”的概念,不用刻意遵照基礎機器的表達方式。在程序設計語言中,這些概念則反映為具體的數據類型(使用`class`關鍵字)。
我們費盡心思做出一種數據類型后,假如不得不又新建一種類型,令其實現大致相同的功能,那會是一件非常令人灰心的事情。但若能利用現成的數據類型,對其進行“克隆”,再根據情況進行添加和修改,情況就顯得理想多了。“繼承”正是針對這個目標而設計的。但繼承并不完全等價于克隆。在繼承過程中,若原始類(正式名稱叫作基類、超類或父類)發生了變化,修改過的“克隆”類(正式名稱叫作繼承類或者子類)也會反映出這種變化。在Java語言中,繼承是通過`extends`關鍵字實現的
使用繼承時,相當于創建了一個新類。這個新類不僅包含了現有類型的所有成員(盡管`private`成員被隱藏起來,且不能訪問),但更重要的是,它復制了基類的接口。也就是說,可向基類的對象發送的所有消息亦可原樣發給派生類的對象。根據可以發送的消息,我們能知道類的類型。這意味著派生類具有與基類相同的類型!為真正理解面向對象程序設計的含義,首先必須認識到這種類型的等價關系。
由于基類和派生類具有相同的接口,所以那個接口必須進行特殊的設計。也就是說,對象接收到一條特定的消息后,必須有一個“方法”能夠執行。若只是簡單地繼承一個類,并不做其他任何事情,來自基類接口的方法就會直接照搬到派生類。這意味著派生類的對象不僅有相同的類型,也有同樣的行為,這一后果通常是我們不愿見到的。
有兩種做法可將新得的派生類與原來的基類區分開。第一種做法十分簡單:為派生類添加新函數(功能)。這些新函數并非基類接口的一部分。進行這種處理時,一般都是意識到基類不能滿足我們的要求,所以需要添加更多的函數。這是一種最簡單、最基本的繼承用法,大多數時候都可完美地解決我們的問題。然而,事先還是要仔細調查自己的基類是否真的需要這些額外的函數。
## 1.5.1 改善基類
盡管`extends`關鍵字暗示著我們要為接口“擴展”新功能,但實情并非肯定如此。為區分我們的新類,第二個辦法是改變基類一個現有函數的行為。我們將其稱作“改善”那個函數。
為改善一個函數,只需為派生類的函數建立一個新定義即可。我們的目標是:“盡管使用的函數接口未變,但它的新版本具有不同的表現”。
## 1.5.2 等價與類似關系
針對繼承可能會產生這樣的一個爭論:繼承只能改善原基類的函數嗎?若答案是肯定的,則派生類型就是與基類完全相同的類型,因為都擁有完全相同的接口。這樣造成的結果就是:我們完全能夠將派生類的一個對象換成基類的一個對象!可將其想象成一種“純替換”。在某種意義上,這是進行繼承的一種理想方式。此時,我們通常認為基類和派生類之間存在一種“等價”關系——因為我們可以理直氣壯地說:“圓就是一種幾何形狀”。為了對繼承進行測試,一個辦法就是看看自己是否能把它們套入這種“等價”關系中,看看是否有意義。
但在許多時候,我們必須為派生類型加入新的接口元素。所以不僅擴展了接口,也創建了一種新類型。這種新類型仍可替換成基類型,但這種替換并不是完美的,因為不可在基類里訪問新函數。我們將其稱作“類似”關系;新類型擁有舊類型的接口,但也包含了其他函數,所以不能說它們是完全等價的。舉個例子來說,讓我們考慮一下制冷機的情況。假定我們的房間連好了用于制冷的各種控制器;也就是說,我們已擁有必要的“接口”來控制制冷。現在假設機器出了故障,我們把它換成一臺新型的冷、熱兩用空調,冬天和夏天均可使用。冷、熱空調“類似”制冷機,但能做更多的事情。由于我們的房間只安裝了控制制冷的設備,所以它們只限于同新機器的制冷部分打交道。新機器的接口已得到了擴展,但現有的系統并不知道除原始接口以外的任何東西。
認識了等價與類似的區別后,再進行替換時就會有把握得多。盡管大多數時候“純替換”已經足夠,但您會發現在某些情況下,仍然有明顯的理由需要在派生類的基礎上增添新功能。通過前面對這兩種情況的討論,相信大家已心中有數該如何做。
- Java 編程思想
- 寫在前面的話
- 引言
- 第1章 對象入門
- 1.1 抽象的進步
- 1.2 對象的接口
- 1.3 實現方案的隱藏
- 1.4 方案的重復使用
- 1.5 繼承:重新使用接口
- 1.6 多態對象的互換使用
- 1.7 對象的創建和存在時間
- 1.8 異常控制:解決錯誤
- 1.9 多線程
- 1.10 永久性
- 1.11 Java和因特網
- 1.12 分析和設計
- 1.13 Java還是C++
- 第2章 一切都是對象
- 2.1 用引用操縱對象
- 2.2 所有對象都必須創建
- 2.3 絕對不要清除對象
- 2.4 新建數據類型:類
- 2.5 方法、參數和返回值
- 2.6 構建Java程序
- 2.7 我們的第一個Java程序
- 2.8 注釋和嵌入文檔
- 2.9 編碼樣式
- 2.10 總結
- 2.11 練習
- 第3章 控制程序流程
- 3.1 使用Java運算符
- 3.2 執行控制
- 3.3 總結
- 3.4 練習
- 第4章 初始化和清除
- 4.1 用構造器自動初始化
- 4.2 方法重載
- 4.3 清除:收尾和垃圾收集
- 4.4 成員初始化
- 4.5 數組初始化
- 4.6 總結
- 4.7 練習
- 第5章 隱藏實現過程
- 5.1 包:庫單元
- 5.2 Java訪問指示符
- 5.3 接口與實現
- 5.4 類訪問
- 5.5 總結
- 5.6 練習
- 第6章 類復用
- 6.1 組合的語法
- 6.2 繼承的語法
- 6.3 組合與繼承的結合
- 6.4 到底選擇組合還是繼承
- 6.5 protected
- 6.6 累積開發
- 6.7 向上轉換
- 6.8 final關鍵字
- 6.9 初始化和類裝載
- 6.10 總結
- 6.11 練習
- 第7章 多態性
- 7.1 向上轉換
- 7.2 深入理解
- 7.3 覆蓋與重載
- 7.4 抽象類和方法
- 7.5 接口
- 7.6 內部類
- 7.7 構造器和多態性
- 7.8 通過繼承進行設計
- 7.9 總結
- 7.10 練習
- 第8章 對象的容納
- 8.1 數組
- 8.2 集合
- 8.3 枚舉器(迭代器)
- 8.4 集合的類型
- 8.5 排序
- 8.6 通用集合庫
- 8.7 新集合
- 8.8 總結
- 8.9 練習
- 第9章 異常差錯控制
- 9.1 基本異常
- 9.2 異常的捕獲
- 9.3 標準Java異常
- 9.4 創建自己的異常
- 9.5 異常的限制
- 9.6 用finally清除
- 9.7 構造器
- 9.8 異常匹配
- 9.9 總結
- 9.10 練習
- 第10章 Java IO系統
- 10.1 輸入和輸出
- 10.2 增添屬性和有用的接口
- 10.3 本身的缺陷:RandomAccessFile
- 10.4 File類
- 10.5 IO流的典型應用
- 10.6 StreamTokenizer
- 10.7 Java 1.1的IO流
- 10.8 壓縮
- 10.9 對象序列化
- 10.10 總結
- 10.11 練習
- 第11章 運行期類型識別
- 11.1 對RTTI的需要
- 11.2 RTTI語法
- 11.3 反射:運行期類信息
- 11.4 總結
- 11.5 練習
- 第12章 傳遞和返回對象
- 12.1 傳遞引用
- 12.2 制作本地副本
- 12.3 克隆的控制
- 12.4 只讀類
- 12.5 總結
- 12.6 練習
- 第13章 創建窗口和程序片
- 13.1 為何要用AWT?
- 13.2 基本程序片
- 13.3 制作按鈕
- 13.4 捕獲事件
- 13.5 文本字段
- 13.6 文本區域
- 13.7 標簽
- 13.8 復選框
- 13.9 單選鈕
- 13.10 下拉列表
- 13.11 列表框
- 13.12 布局的控制
- 13.13 action的替代品
- 13.14 程序片的局限
- 13.15 視窗化應用
- 13.16 新型AWT
- 13.17 Java 1.1用戶接口API
- 13.18 可視編程和Beans
- 13.19 Swing入門
- 13.20 總結
- 13.21 練習
- 第14章 多線程
- 14.1 反應靈敏的用戶界面
- 14.2 共享有限的資源
- 14.3 堵塞
- 14.4 優先級
- 14.5 回顧runnable
- 14.6 總結
- 14.7 練習
- 第15章 網絡編程
- 15.1 機器的標識
- 15.2 套接字
- 15.3 服務多個客戶
- 15.4 數據報
- 15.5 一個Web應用
- 15.6 Java與CGI的溝通
- 15.7 用JDBC連接數據庫
- 15.8 遠程方法
- 15.9 總結
- 15.10 練習
- 第16章 設計模式
- 16.1 模式的概念
- 16.2 觀察器模式
- 16.3 模擬垃圾回收站
- 16.4 改進設計
- 16.5 抽象的應用
- 16.6 多重分發
- 16.7 訪問器模式
- 16.8 RTTI真的有害嗎
- 16.9 總結
- 16.10 練習
- 第17章 項目
- 17.1 文字處理
- 17.2 方法查找工具
- 17.3 復雜性理論
- 17.4 總結
- 17.5 練習
- 附錄A 使用非JAVA代碼
- 附錄B 對比C++和Java
- 附錄C Java編程規則
- 附錄D 性能
- 附錄E 關于垃圾收集的一些話
- 附錄F 推薦讀物