新第四章繼承機制

新第四章繼承機制繼承機制概述繼承中成員變量和成員方法多態(tài)性在繼承中體現(xiàn)接口在繼承中作用內(nèi)部類在繼承中特殊性總結(jié)與展望contents目錄01繼承機制概述繼承定義繼承是面向?qū)ο缶幊讨械囊粋€重要概念，它允許一個類（稱為子類或派生類）繼承另一個類（稱為父類或基類）的屬性和方法。繼承作用繼承的主要作用是代碼重用和擴展。通過繼承，子類可以復用父類的代碼，并且可以在此基礎上添加新的功能或修改現(xiàn)有功能，從而實現(xiàn)代碼的靈活性和可維護性。定義與作用繼承語法在大多數(shù)面向?qū)ο缶幊陶Z言中，使用特定的語法來建立繼承關(guān)系。通常，子類使用“extends”或類似的關(guān)鍵字來指明它繼承自哪個父類。繼承層次繼承可以形成層次結(jié)構(gòu)，即一個子類可以繼承自另一個子類，形成一個繼承鏈。在這個鏈中，最頂層的類稱為根類，其他類依次繼承自上一級的類。繼承關(guān)系建立訪問控制修飾符用于控制類及其成員的可見性和訪問權(quán)限。常見的訪問修飾符包括public、protected、private和默認（無修飾符）。訪問修飾符不同的訪問修飾符對類及其成員的可見性和訪問權(quán)限有不同的限制。例如，public修飾符表示成員可以被任何其他類訪問；private修飾符表示成員只能被其所在的類訪問；protected修飾符表示成員可以被其所在的類和子類訪問；默認修飾符表示成員可以被其所在的包中的其他類訪問。訪問修飾符的作用訪問控制修飾符02繼承中成員變量和成員方法在子類中定義一個與父類同名的成員變量，該變量會隱藏父類中的同名成員變量。變量隱藏通過子類對象訪問該變量時，將訪問到子類中定義的變量，而不是父類中的變量。如果需要在子類中訪問父類中被隱藏的變量，可以使用`super`關(guān)鍵字。變量訪問成員變量隱藏與訪問方法重寫在子類中定義一個與父類同名且參數(shù)列表相同的方法，該方法會覆蓋（重寫）父類中的同名方法。方法調(diào)用通過子類對象調(diào)用該方法時，將執(zhí)行子類中的方法，而不是父類中的方法。如果需要在子類中調(diào)用父類中被重寫的方法，可以使用`super`關(guān)鍵字。成員方法重寫與調(diào)用VS在創(chuàng)建子類對象時，首先執(zhí)行父類的構(gòu)造方法，然后執(zhí)行子類的構(gòu)造方法。構(gòu)造方法調(diào)用如果父類定義了有參構(gòu)造方法且沒有定義無參構(gòu)造方法，則子類必須在構(gòu)造方法中顯式地調(diào)用父類的有參構(gòu)造方法，否則編譯會報錯。如果父類只定義了無參構(gòu)造方法，則子類在構(gòu)造方法中可以選擇是否調(diào)用父類的構(gòu)造方法，如果不調(diào)用則默認調(diào)用父類的無參構(gòu)造方法。初始化順序構(gòu)造方法執(zhí)行順序03多態(tài)性在繼承中體現(xiàn)多態(tài)性是面向?qū)ο缶幊痰娜筇匦灾?，指的是允許不同類的對象對同一消息做出響應，即同一消息可以根據(jù)發(fā)送對象的不同而采用多種不同的行為方式。多態(tài)性可以通過方法重載、方法重寫和接口實現(xiàn)等方式實現(xiàn)。其中，方法重載是在一個類里面，方法名字相同，但是參數(shù)不同；方法重寫是在子類中存在與父類方法簽名相同的方法；接口實現(xiàn)則是通過實現(xiàn)接口中定義的方法來實現(xiàn)多態(tài)性。多態(tài)性概念實現(xiàn)方式多態(tài)性概念及實現(xiàn)方式向上轉(zhuǎn)型與向下轉(zhuǎn)型向上轉(zhuǎn)型是指將子類對象賦值給父類引用變量，此時可以調(diào)用父類中定義的方法和屬性，但是不能調(diào)用子類中特有的方法和屬性。向上轉(zhuǎn)型是安全的，因為子類對象一定包含父類中的所有方法和屬性。向上轉(zhuǎn)型向下轉(zhuǎn)型是指將父類引用變量強制轉(zhuǎn)換為子類類型，然后調(diào)用子類中特有的方法和屬性。向下轉(zhuǎn)型是不安全的，因為父類引用變量可能指向的是父類對象而不是子類對象，如果強制轉(zhuǎn)換類型不匹配，則會拋出`ClassCastException`異常。向下轉(zhuǎn)型優(yōu)點提高代碼的可重用性和可維護性：多態(tài)性允許將不同的對象視為同一類型進行處理，從而減少了代碼量，提高了代碼的可重用性和可維護性。提高程序的擴展性和靈活性：多態(tài)性允許在運行時動態(tài)確定對象的實際類型和行為，從而提高了程序的擴展性和靈活性。缺點降低程序運行效率：由于多態(tài)性需要在運行時動態(tài)確定對象的實際類型和行為，因此相對于靜態(tài)類型語言來說，會降低程序的運行效率。增加程序復雜性：多態(tài)性的使用需要謹慎考慮向上轉(zhuǎn)型和向下轉(zhuǎn)型等問題，否則可能會導致程序出現(xiàn)錯誤或異常，從而增加了程序的復雜性。多態(tài)性優(yōu)缺點分析04接口在繼承中作用接口是一種引用類型，在C#中使用`interface`關(guān)鍵字定義。它定義了一組方法的契約或規(guī)范，但不包含這些方法的實現(xiàn)。類可以實現(xiàn)一個或多個接口，通過實現(xiàn)接口中定義的所有方法來滿足接口契約。實現(xiàn)接口的類必須提供接口中所有方法的具體實現(xiàn)。接口定義及實現(xiàn)方式實現(xiàn)方式接口定義相似性接口和抽象類都不能被實例化，都可以包含抽象成員。差異性接口只能包含抽象成員，而抽象類可以包含抽象成員和非抽象成員。一個類可以實現(xiàn)多個接口，但只能繼承一個抽象類。接口成員默認為公共的，而抽象類成員可以具有不同的訪問修飾符。接口與抽象類比較解決多重繼承問題通過接口，可以實現(xiàn)多層繼承中的功能復用，避免多重繼承帶來的復雜性。實現(xiàn)多態(tài)性接口允許不同的類以統(tǒng)一的方式實現(xiàn)相同的功能，從而實現(xiàn)多態(tài)性。提高代碼可維護性使用接口可以降低代碼耦合度，提高代碼的可維護性和可擴展性。接口在多層繼承中應用03020105內(nèi)部類在繼承中特殊性內(nèi)部類定義及訪問方式內(nèi)部類定義內(nèi)部類是定義在另一個類的內(nèi)部的類，它可以訪問外部類的所有成員，包括私有成員。訪問方式內(nèi)部類可以通過外部類的對象來創(chuàng)建實例，也可以通過靜態(tài)內(nèi)部類的類名直接創(chuàng)建實例。靜態(tài)內(nèi)部類是使用static關(guān)鍵字修飾的內(nèi)部類，它不需要依賴于外部類對象來創(chuàng)建實例，可以直接通過類名來訪問。靜態(tài)內(nèi)部類只能訪問外部類的靜態(tài)成員。靜態(tài)內(nèi)部類非靜態(tài)內(nèi)部類需要依賴于外部類對象來創(chuàng)建實例，它可以訪問外部類的所有成員，包括私有成員。非靜態(tài)內(nèi)部類中不能有靜態(tài)成員（除了常量）。非靜態(tài)內(nèi)部類靜態(tài)內(nèi)部類和非靜態(tài)內(nèi)部類比較內(nèi)部類在繼承中注意事項如果一個類繼承了多個內(nèi)部類，而這些內(nèi)部類又繼承了同一個外部類，則會出現(xiàn)多重繼承問題。此時需要仔細考慮代碼設計和實現(xiàn)方式，以避免出現(xiàn)沖突和錯誤。繼承內(nèi)部類時需要注意多重繼承問題如果內(nèi)部類是私有的，則不能被其他類繼承；如果內(nèi)部類是公有的，則可以被其他類繼承，但需要注意訪問權(quán)限的控制。繼承內(nèi)部類時需要注意訪問權(quán)限繼承內(nèi)部類時需要提供外部類對象的引用作為構(gòu)造函數(shù)的參數(shù)，以便在內(nèi)部類中訪問外部類的成員。繼承內(nèi)部類時需要注意構(gòu)造函數(shù)06總結(jié)與展望繼承是面向?qū)ο缶幊讨械囊粋€重要概念，它允許子類繼承父類的屬性和方法，從而實現(xiàn)代碼的重用和模塊化。繼承機制的基本概念通過類與類之間的繼承關(guān)系，子類可以自動獲得父類中定義的所有屬性和方法，同時還可以定義自己的屬性和方法，以實現(xiàn)更靈活、更高效的編程。繼承機制的實現(xiàn)方式在繼承關(guān)系中，可以通過訪問控制符來控制父類中屬性和方法的訪問權(quán)限，從而確保程序的安全性和穩(wěn)定性。繼承機制中的訪問控制回顧本次課程重點內(nèi)容代碼重用通過繼承，子類可以重用父類中已經(jīng)定義好的屬性和方法，避免了重復編寫代碼的問題。要點一要點二模塊化繼承可以將相關(guān)的類組織在一起，形成一個類層次結(jié)構(gòu)，使得程序更加模塊化、易于維護。分析繼承機制優(yōu)缺點及適用場景擴展性：子類可以在繼承父類的基礎上添加新的屬性和方法，從而實現(xiàn)功能的擴展和定制。分析繼承機制優(yōu)缺點及適用場景復雜性增加隨著類層次結(jié)構(gòu)的增加，程序的復雜性也會相應增加，需要更多的設計和維護工作。訪問控制問題在繼承關(guān)系中，如果父類中的屬性和方法被聲明為私有或受保護的，那么子類將無法直接訪問它們，這可能會給編程帶來一些不便。分析繼承機制優(yōu)缺點及適用場景02030401分析繼承機制優(yōu)缺點及適用場景適用場景當多個類具有相同的屬性和方法時，可以使用繼承來避免重復編寫代碼。當需要對已有的類進行功能擴展或定制時，可以使用繼承來實現(xiàn)。當需要將相關(guān)的類組織在一起形成一個類層次結(jié)構(gòu)時，可以使用繼承來實現(xiàn)。多重繼承的優(yōu)化目前許多編程語言支持多重繼承，但多重繼承也會帶來一些復雜性和問題。未來可能會出現(xiàn)更加優(yōu)化的多重繼承實現(xiàn)方式，以減少復雜性和提高程序的穩(wěn)定性。接口與繼承的結(jié)合接口是一種定義規(guī)范但不實現(xiàn)任何功能的方式