Изучение наследования на языке программирования Java

Наследование - одна из основных концепций объектно-ориентированного программирования. В программировании слово наследование представляет отношения, в которых дочерний класс принимает состояние и поведение родительского класса.

Цель наследования при разработке программного обеспечения - облегчить повторное использование безопасного и надежного программного обеспечения. Одним из основных преимуществ использования наследования является то, что оно устраняет избыточный код в ваших программах.

Как работает наследование

Идея наследования заключается в том, что многие классы или объекты имеют один и тот же набор атрибутов и методов. Следовательно, в духе создания надежного программного обеспечения новые классы теперь могут извлекать из уже существующих связанных классов и, при необходимости, расширять существующие состояния и поведения.

Реальный пример того, как работает наследование, - это фрукты. Это широкий ярлык, который служит для обозначения ряда различных элементов.

Яблоко - это фрукт, и апельсин - тоже. Однако апельсин - это не яблоко, поэтому у вас не было бы фруктов в качестве одного из товаров на складе, если бы у вас был магазин. Возможно, у вас в инвентаре есть секция фруктов, и в ней будут более конкретные предметы, такие как яблоки и апельсины.

Так работает наследование.

Использование наследования в Java

Наследование можно использовать на любом языке программирования, который использует парадигма объектно-ориентированного программирования. Однако точный способ использования наследования зависит от конкретного языка программирования.

Например, C ++ также является объектно-ориентированным языком программирования.. C ++ поддерживает так называемое множественное наследование, тогда как Java поддерживает только одиночное наследование.

Это означает, что в Java родительский класс может иметь много дочерних классов, но каждый дочерний класс может иметь только один родительский класс (единственное наследование). Однако в Java есть способ добиться непрямого множественного наследования, создав отношения между дедушкой и дедушкой, родителем и потомком.

Создание родительского класса в Java

Процесс выбора родительского класса из документа требований к программному обеспечению известен как объектно-ориентированный анализ. Во время этого процесса фраза «is a» часто используется для обозначения возможных отношений наследования. Из приведенного выше примера вы должны увидеть, что плод будет нашим родительским классом.

Пример родительского класса Fruit

public class Fruit {
// Объявление переменной
защищенное семя строки;
защищенный String skinColor;
защищенный струнный вкус;
// Конструктор по умолчанию
public Fruit () {
seed = "";
skinColor = "";
вкус = "";
}
// Первичный конструктор
public Fruit (String seed, String skinColor, String вкус) {
this.seed = семя;
this.skinColor = skinColor;
this.taste = вкус;
}
// геттеры и сеттеры
public String getSeed () {
вернуть семя;
}
public void setSeed (String seed) {
this.seed = семя;
}
public String getSkinColor () {
return skinColor;
}
public void setSkinColor (String skinColor) {
this.skinColor = skinColor;
}
public String getTaste () {
вернуть вкус;
}
public void setTaste (String вкус) {
this.taste = вкус;
}
// метод еды
public void eat () {
// общий код, как есть фрукт
}
// метод сока
public void juice () {
// общий код приготовления сока из фруктов
}
}

Одним из наиболее примечательных аспектов вышеприведенного родительского класса является модификатор доступа, который используется с каждым объявлением переменной. Модификатор доступа «protected» идеально подходит для использования в родительских классах, поскольку он предотвращает доступ недочерних классов к атрибутам данных родительского класса.

Далее в коде вы познакомитесь с конструкторами, геттерами и сеттерами, которые являются общими строительными блоками для любого класса Java. Наконец, вы познакомитесь с двумя методами (сок и есть), которые созданы в родительском классе нашей программы, потому что они универсальны для всех фруктов - все фрукты можно есть и выжимать сок.

Создание дочерних классов в Java

Дочерние классы обычно называются специализированными или производными классами, потому что они наследуют состояние и поведение от родительского и часто настраивают эти атрибуты, чтобы быть более конкретными.

Продолжая наш пример, вы должны понять, почему апельсин может быть подходящим дочерним классом для класса фруктов, описанного выше.

Пример дочернего класса Orange

public class Orange расширяет Fruit {
// объявление переменной
частные int supremes;
// конструктор по умолчанию
public Orange () {
supremes = 0;
}
// основной конструктор
public Orange (String seed, String skinColor, String вкус, int supremes) {
супер (семена, цвет кожи, вкус);
this.supremes = supremes;
}
// геттеры и сеттеры
public int getsupremes () {
вернуть супремы;
}
public void setsupremes (int supremes) {
this.supremes = supremes;
}
// метод еды
public void eat () {
// как есть апельсин
}
// метод сока
public void juice () {
// как к соку и апельсину
}
// метод очистки
public void peel () {
// как почистить апельсин
}
}

Есть разница между тем, как выглядит обычное объявление класса Java, и тем, что есть в нашем коде выше. Ключевое слово extends - это то, что используется в Java, чтобы сделать наследование возможным.

В нашем примере выше дочерний класс (оранжевый) расширяет родительский класс (фрукт). Следовательно, состояние и поведение класса фруктов теперь могут быть доступны и изменены классом апельсина.

Уникальный атрибут, которым обладает наш оранжевый класс, идентифицируется с помощью имени переменной supremes (которое является официальным названием маленьких сегментов апельсинов). Здесь в игру вступает специализация; не все фрукты имеют супремы, но все апельсины имеют, поэтому резервирование переменной supremes для апельсинового класса логично.

Добавление метода «чистки» к уже существующим методам «съесть» и «сок» также логично, потому что, хотя не все фрукты можно очистить от кожуры, апельсины часто снимаются.

Вы должны иметь в виду, что если бы мы не намеревались изменять существующие методы «eat» и «сок», нам не нужно было бы включать их в наш класс Orange. Методы оранжевого класса переопределяют любой аналогичный метод в классе фруктов. Итак, если бы все фрукты съедались и выжимались одинаково, нам не нужно было бы создавать эти методы в классе апельсина.

Роль конструкторов в наследовании

По умолчанию конструкторы родительского класса наследуются дочерними классами. Следовательно, если создается объект дочернего класса, это означает, что объект родительского класса также создается автоматически.

Возвращаясь к нашему примеру, каждый раз, когда создается новый оранжевый объект, также создается фруктовый объект, потому что апельсин - это фрукт.

За кулисами, когда создается объект дочернего класса, сначала вызывается конструктор родительского класса, а затем конструктор дочернего класса. В нашем оранжевом дочернем классе выше, если оранжевый объект создается без каких-либо параметров, будет вызван конструктор класса фруктов по умолчанию, за которым следует наш подрядчик оранжевого класса по умолчанию.

Метод «super» в нашем первичном конструкторе выше необходим, потому что он указывает, что первичный конструктор - и не конструктор по умолчанию - родительский фруктовый класс должен вызываться всякий раз, когда оранжевый объект с параметрами созданный.

Теперь вы можете использовать наследование в Java

Из этой статьи вы узнали, что такое наследование, как оно работает и почему это так важно в программировании. Теперь вы можете создавать отношения наследования, используя язык программирования Java. Более того, теперь вы знаете, как обойти правило единого наследования в Java, создавая отношения дедушки и бабушки.

Кредит изображения: Андреас Вольфарт /Pexels

Как организовать объектно-ориентированный код с наследованием

Правильное освоение объектно-ориентированного программирования означает, что вам нужно знать о наследовании и о том, как оно может упростить кодирование и уменьшить количество ошибок.

Читать далее

Об авторе