【Java SE】如何解读Java的继承和多态的特性？

前言

什么是继承和多态，为什么被称为Java三大特性，这两大特性为我们程序员带来了什么影响呢？是让复杂的代码简化了，还是为程序员写代码提供了多样性呢？那让我们一起来揭开这层神秘的面纱吧！

1.继承

1.1为什么需要继承
Java中使用类对现实世界中实体来进行描述，类经过实例化之后的产物对象，则可以用来表示现实中的实体，但是现实世界错综复杂，事物之间可能会存在一些关联，那在设计程序是就需要考虑。
比如：猫和狗都是动物
我们就可以设计这样的代码：

public class Cat {
   
    //成员变量
    public String name;
    public String color;
    public int age;
    //成员方法
    public void eat() {
   
        System.out.println(this.name+"正在吃");
    }
    public void barks() {
   
        System.out.println(this.name+"喵喵叫");
    }
    public void sleep() {
   
        System.out.println(this.name+"正在睡觉");
    }
}

public class Dog {
   
    //成员变量
    public String name;
    public String color;
    public int age;
    //成员方法
    public void eat() {
   
        System.out.println(this.name+"正在吃");
    }
    public void barks() {
   
        System.out.println(this.name+"汪汪叫");
    }
    public void sleep() {
   
        System.out.println(this.name+"正在睡觉");
    }
}

在这两个代码中，有一些数据相同的代码，这样显得代码比较冗余。
我们就需要将这些代码进行共性抽取，在面向对象中就提出继承来进行共性抽取，代码复用。
1.2 继承概念
继承(inheritance)机制：是面向对象程序设计使代码可以复用的最重要的手段，它允许程序员在保持原有类(基类)特性的基础上进行扩展，增加新功能，这样产生新的类，称派生类。继承呈现了面向对象程序设计的层次结构， 体现了由简单到复杂的认知过程。继承主要解决的问题是：共性的，实现代码复用。
例如：狗和猫都是动物，那么我们就可以将共性的内容进行抽取，然后采用继承的思想来达到共用。

上述图示中，Dog和Cat都继承了Animal类，其中：Animal类称为父类/基类或超类，Dog和Cat可以称为Animal的子类/派生类，继承之后，子类可以复用父类中成员，子类在实现时只需关心自己新增加的成员即可。从继承概念中可以看出继承最大的作用就是：实现代码复用，还有就是来实现多态(后序讲)。

1.3 继承的语法
在Java中如果要表示类之间的继承关系，需要借助extends关键字，具体如下：

修饰符 class 子类 extends 父类 {
   
// ... 
}

对1.2中场景使用继承方式重新设计：

class Dog extends Animal {
   
    public void wag() {
   
        System.out.println(this.name+"摇尾巴");
    }
}
class Cat extends Animal {
   
    public void barks() {
   
        System.out.println(this.name+"喵喵叫");
    }
}
public class Animal {
   
    //成员变量
    public String name;
    public String color;
    public int age;
    //成员方法
    public void eat() {
   
        System.out.println(this.name+"正在吃");
    }
    public void sleep() {
   
        System.out.println(this.name+"正在睡觉");
    }

    public static void main(String[] args) {
   
        Cat cat = new Cat();
        cat.eat();//eat() sleep() 都是从父类Animal继承过来的
        cat.sleep();
        cat.barks();//这是cat自己特有的
        Dog dog = new Dog();
        dog.sleep();//eat() sleep() 都是从父类Animal继承过来的
        dog.eat();
        dog.wag();//这是dog特有的
    }
}

注意：

1. 子类会将父类中的成员变量或者成员方法继承到子类中了
2. 子类继承父类之后，必须要新添加自己特有的成员，体现出与基类的不同，否则就没有必要继承了

1.4 父类成员访问
在继承体系中，子类将父类中的方法和字段继承下来了，那在子类中能否直接访问父类中继承下来的成员呢？
1.4.1 子类中访问父类的成员变量
3. 子类和父类不存在同名成员变量

public class Base {
   
    int a;
    int b;