Java 继承、重写与重载

继承是面向对象编程的基石之一，它允许我们创建分层的类结构，实现代码重用。与继承紧密相关的是方法重写（Overriding），而另一个容易混淆的概念是方法重载（Overloading）。本章将详细解释这三者的关系与区别。

继承 (Inheritance)

继承允许一个类（子类）获取另一个类（父类）的非私有属性和方法。子类可以像使用自己的成员一样使用父类的成员。

• 父类 (Superclass): 也叫基类，是被继承的类。
• 子类 (Subclass): 也叫派生类，是继承自父类的类。

在 Java 中，使用 extends 关键字实现继承。

// 父类
public class Vehicle {
    String brand;

    public void start() {
        System.out.println("交通工具启动了！");
    }
}

// 子类 Car 继承自 Vehicle
public class Car extends Vehicle {
    String model;

    public void honk() {
        System.out.println("嘀嘀！汽车在鸣笛。");
    }
}

// 使用
Car myCar = new Car();
myCar.brand = "Toyota"; // 访问从父类继承的属性
myCar.model = "Camry";
myCar.start(); // 调用从父类继承的方法
myCar.honk();  // 调用子类自己的方法

super 关键字

super 关键字用于从子类中引用其直接父类的成员。

1. 调用父类的构造方法: super() 必须是子类构造方法的第一行语句，用于调用父类的构造方法。
2. 调用父类的方法: super.methodName() 可以用来调用被子类重写了的父类版本的方法。

public class Animal {
    String name;

    public Animal(String name) {
        this.name = name;
        System.out.println("Animal 的构造方法被调用");
    }

    public void eat() {
        System.out.println(name + " 正在吃东西");
    }
}

public class Dog extends Animal {
    public Dog(String name) {
        super(name); // 1. 调用父类的构造方法
        System.out.println("Dog 的构造方法被调用");
    }

    @Override
    public void eat() {
        super.eat(); // 2. 调用父类的 eat() 方法
        System.out.println(name + " 正在啃骨头");
    }
}

方法重写 (Method Overriding)

当子类不满意父类提供的某个方法的实现时，可以提供一个属于自己的、同名同参数的方法版本，这个过程就叫方法重写。

重写的规则:

• 方法名、参数列表必须与父类完全相同。
• 子类的返回类型必须与父类的返回类型相同或是其子类。
• 子类方法的访问修饰符不能比父类方法的更严格（例如，父类是 public，子类不能是 protected）。
• 推荐使用 @Override 注解，它可以让编译器检查这是否一个有效的重写。

class Shape {
    public void draw() {
        System.out.println("绘制一个形状");
    }
}

class Circle extends Shape {
    @Override // 告诉编译器，我要重写父类的方法
    public void draw() {
        System.out.println("绘制一个圆形 ○");
    }
}

方法重载 (Method Overloading)

方法重载是指在同一个类中，可以有多个同名的方法，只要它们的参数列表不同（参数的数量、类型或顺序不同）。重载与返回类型无关。

public class Printer {
    public void print(String text) {
        System.out.println(text);
    }

    // 重载 print 方法，接受不同类型的参数
    public void print(int number) {
        System.out.println(number);
    }

    // 重载 print 方法，接受不同数量的参数
    public void print(String text, int times) {
        for (int i = 0; i < times; i++) {
            System.out.println(text);
        }
    }
}

重写 (Overriding) vs. 重载 (Overloading)

这是 Java 中一个非常重要的对比，也是面试常见问题。

特性	方法重写 (Overriding)	方法重载 (Overloading)
目的	子类改变父类的行为	在一个类中提供多个同名但功能相似的方法
位置	发生在父类和子类之间	发生在同一个类中
方法签名	方法名和参数列表必须相同	方法名相同，但参数列表必须不同
返回类型	返回类型必须相同或是其子类	可以不同
多态性	体现了运行时的多态性	体现了编译时的多态性
关键字	涉及 extends 和 super	无特定关键字

final 关键字的应用

• final 方法: 如果父类中的一个方法被声明为 final，那么它不能被任何子类重写。

  public class Parent {
      public final void lockMethod() {
          // ...
      }
  }

• final 类: 如果一个类被声明为 final，那么它不能被任何类继承。例如，Java 中的 String 类就是 final 的。

  public final class Uninheritable {
      // ...
  }