详解Java之继承与多态

在Java编程中，继承和多态是面向对象编程（OOP）的两个重要概念，它们分别提供了代码的复用和灵活性。接下来，我们将详细讲解这两个概念，并通过代码示例加以说明。

继承

继承允许一个类（子类）获得另一个类（父类）的属性和方法。通过继承，子类可以重用父类的代码，减少了代码的重复，提高了代码的可维护性。

在Java中，继承是使用extends关键字实现的。下面是一个简单的示例：

// 父类
class Animal {
    void eat() {
        System.out.println("动物在吃食物");
    }
}

// 子类
class Dog extends Animal {
    void bark() {
        System.out.println("狗在叫");
    }
}

public class TestInheritance {
    public static void main(String[] args) {
        Dog dog = new Dog();
        dog.eat(); // 调用父类的方法
        dog.bark(); // 调用子类的方法
    }
}

在上述例子中，Animal是一个父类，它包含一个eat方法。Dog是一个子类，继承自Animal，并且增加了一个bark方法。在main方法中，可以看到，子类Dog不仅可以调用自己定义的方法，还可以调用父类Animal的方法。

多态

多态是指同一个方法调用可以作用于不同的对象上，表现出不同的行为。在Java中，多态通常通过方法重载和方法重写来实现。下面我们分开来讲解这两种形式。

方法重载

方法重载是指同一个类中可以有多个同名但参数不同的方法。例如：

class MathUtils {
    // 方法重载
    int add(int a, int b) {
        return a + b;
    }

    double add(double a, double b) {
        return a + b;
    }
}

public class TestOverloading {
    public static void main(String[] args) {
        MathUtils math = new MathUtils();
        System.out.println(math.add(5, 10)); // 调用 int 参数的方法
        System.out.println(math.add(5.5, 10.5)); // 调用 double 参数的方法
    }
}

在这个例子中，MathUtils类中有两个add方法，分别接受int和double参数。根据传入的参数类型，Java能够选择调用合适的方法。

方法重写

方法重写是指在子类中重新定义父类的方法，这样子类对象调用的方法就会执行子类中的实现，而不是父类中的实现。代码示例如下：

class Animal {
    void sound() {
        System.out.println("动物发出声音");
    }
}

class Cat extends Animal {
    @Override
    void sound() {
        System.out.println("猫在叫");
    }
}

public class TestPolymorphism {
    public static void main(String[] args) {
        Animal myAnimal = new Cat(); // 向上转型
        myAnimal.sound(); // 调用的是子类Cat的sound方法
    }
}

在这个例子中，Animal类有一个sound方法，而Cat类重写了这个方法。当我们通过父类类型的引用myAnimal指向子类Cat的实例时，调用sound方法时执行的是子类中的实现。

总结

继承和多态是Java面向对象编程的基石，通过继承可以实现代码的复用，而通过多态可以让代码在执行时更加灵活。这两者结合使用，可以编写出更加高效和可维护的代码。理解并熟练运用继承与多态，对于提升Java编程能力是非常重要的。