Java 父类与子类的继承

2017年11月6日

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提要：①子类继承父类，覆盖与重写；②父类声明子类的实例，该如何调用子类方法？父类中如果没有定义子类中的方法，又该如何调用？③什么是上溯造型？什么是下溯造型？

以一道 Java 题目来讨论。推荐自己先写一遍题目再看下面内容~

继承：实现如下类之间的继承关系，并编写Music类来测试这些类。一步一步分析这道题目：

① 一共有四个类：Music 类、Instrument 类、Wind 类和 Brass 类。先写出空方法，再根据要求补充内容。

public class Music {
   public static void main(String args[]){}
   public static void tune(Instrument i){}
}
class Instrument{
   public void play(){}
}
class Wind extends Instrument{
   public void play(){}
   public void play2(){}
}
class Brass extends Instrument{
   public void play(){}
   public void play2(){}
}

② 因为 Wind 类和 Brass 类均继承于 Instrument 类。先写 Instrument 类。

class Instrument{
   public void play(){ System.out.println(“弹奏乐器”); }
}

③ 而 Wind 类和 Brass 类非常相似，就一起写了。此时子类继承了父类的属性和方法，但不能继承父类的构造方法、带 private 修饰符的变量和方法。当子类和父类的成员变量同名时，父类的成员变量会被隐藏；当子类和父类的方法同名同参同返回值类型时，子类重写父类方法。

class Wind extends Instrument{
   public void play(){ System.out.println(“弹奏Wind”); }
   public void play2(){ System.out.println(“调用wind的play2”); }
}
class Brass extends Instrument{
   public void play(){ System.out.println(“弹奏Brass”); }
   public void play2(){ System.out.println(“调用brass的play2”); }
}

④ 主类为 Music 类，其中的 main 方法仅用作调用主类中的 tune 方法，且以 Wind 类和 Brass 类对象分别为参数。在调用 tune 方法时输入的参数，相当于 “Instrument i = new Wind(); “ 和 “Instrument i = new Brass(); “。

这一部分属于上溯造型：将一种类型（子类）对象的引用转换成另一种类型（父类）对象引用。父类定义子类的实例，或者说父类对象由子类实例化。（从一个特殊、具体的类型到一个通用、抽象类型的转换）

public static void main(String args[]){
   tune(new Wind());  // 相当于 Instrument i = new Wind();
   tune(new Brass()); // 相当于 Instrument i = new Brass();
} 
public static void tune(Instrument i){
   i.play();
   i.play2(); //此句会报错！原因是父类中没有声明这个子类方法。
}

⑤ 那么 tune 方法如何父类中未声明的子类方法？（即如何调用子类的 play2() 方法）

(1) 第一个解决办法：在父类中声明一个空的子类方法。但题目中 Instrument 类中只有一个方法，此方法不符合题意。那么还有别的方法吗？

public static void tune(Instrument i ){
   i.play();
   i.play2();
}
class Instrument{
   public void play(){ System.out.println(“弹奏乐器”); }
   public void play2(){}
}

(2) 第二个解决办法：执行下溯造型，即强制类型转换，将父类类型的引用转换为子类类型（下溯不一定安全，所以需要进行类型检查，即 instanceof ）。

public static void tune(Instrument i ){
   i.play();
   if(i instanceof Wind){
     Wind w=(Wind)i;
     w.play2();
   }
   if(i instanceof Brass){
     Brass b=(Brass)i;
     b.play2();
   }
}

至此程序完成。

最后推荐一本书《 Java 语言程序设计(第二版) 》，作者郎波，（最新版是第三版，不过我没有读过…）适合入门的朋友巩固和提高。当我在搜索 “父类定义子类实例怎么调用子类方法”，很多人都说 “在调用子类方法时，只能调用父类中已声明的”。书中相关章节完美打破这个“只能”。

另，这本书 “第4章 Java面向对象特性” 中讲述了上溯造型和下溯造型，上面部分概念大多引用书中原话。