Наследование, интерфейсы, перечисления
Как делается наследование классов
Ключевое слово super, оператор instanceof
Модификаторы private и protected, переопределение методов, полиморфизм
Абстрактные классы и методы
Интерфейсы - объявление и применение
Интерфейсы - приватные, статические и дефолтные методы, наследование интерфейсов
Анонимные внутренние классы
Перечисления (enum)
Обобщения классов (Generics)
Ограничения типов, метасимвольные аргументы, обобщенные методы и конструкторы
Обобщенные интерфейсы, наследование обобщенных классов
Обучающие курсы
Python Python ООП Структуры данных Django C/C++
Телеграм-каналы
Канал selfedu_rus Python Django Машинное обучение Java и С++
Наш канал

Главная
Java ООП
Наследование, интерфейсы, перечисления

Как делается наследование классов

Пришло время поближе познакомиться со следующим китом ООП по имени наследование.

Что это такое? Давайте рассмотрим этот механизм на, уже ставшим хрестоматийным, примере описания графических примитивов: линии, треугольника, прямоугольника и эллипса. Разумеется, каждый примитив будет описываться своим классом:

class Line {} – для линий;
class Triangle {} – для треугольников;
class Rectangle {} – для прямоугольников;
class Ellipse {} – для эллипсов.

Также очевидно, что каждый из этих классов должен хранить координаты вершин для представления примитива:

class Line {
    double x1, y1;
    double x2, y2;
}
 
class Triangle {
    double x1, y1;
    double x2, y2;
    double x3, y3;
}
 
class Rectangle {
    double x1, y1;
    double x2, y2;
}
 
class Ellipse {
    double x1, y1;
    double x2, y2;
}

И, потом, нам заказчик ставит задачу: у каждого примитива должна быть своя толщина линии и цвет. Что мы можем сделать, имея текущие знания по ООП? Да, добавить в каждый класс соответствующие поля:

И получаем дублирование кода. Чтобы выйти из этой ситуации, как раз и нужен наш синий кит по имени наследование. Мы можем сделать так. Создать отдельный класс, в котором определим эти два общих свойства:

class Properties {
    int width, color;
}

А, затем, унаследуем от него классы наших графических примитивов. Наследование классов в Java реализуется с помощью синтаксиса:

class A extends B {
   // тело класса
}

Здесь класс A называется дочерним или производным классом, а класс B – базовым или родительским, или суперклассом. И в нашем случае наследование следует записать так:

class Line extends Properties { ... }
class Triangle extends Properties { ... }
class Rectangle extends Properties { ... }
class Ellipse extends Properties { ... }

В результате, получим следующую иерархию классов:

Благодаря тому, что у всех четырех классов родительский класс Properties содержит общедоступные поля width, color, дочерние классы графических примитивов наследуют эту информацию и включают ее в свой состав. То есть, создавая объект, например, класса Line:

Line l1 = new Line();

Мы видим, что он содержит также и поля width и color:

l1.color = 1;
l1.width = 5;

помимо координат, которые определены непосредственно в классе Line:

l1.x1 = l1.x2 = 0;
l1.y1 = l1.y2 = 10;

Вот так механизм наследования позволяет брать (наследовать) поля, а также методы базового класса и образовывать более сложный объект. Что же происходит, когда мы создаем объекты дочерних классов? Например, в случае с классом Line, фактически, создается экземпляр класса Line, включающий в себя еще и базовый класс Properties:

И, действительно, если в обоих классах прописать свои конструкторы:

class Properties {
    int width, color;
 
    Properties() {
        System.out.println("Конструктор Properties");
    }
}
 
class Line extends Properties {
    double x1, y1;
    double x2, y2;
 
    Line() {
        System.out.println("Конструктор Line");
    }
}

То в консоли увидим:

Конструктор Properties
Конструктор Line

Это как раз и говорит о том, что сначала создается объект класса Properties, а уже потом – объект класса Line и получается такой составной объект. Отсюда мы получаем одно важное следствие при работе с такими экземплярами: можно обратиться к Properties, который содержится в Line, используя операцию приведения типов:

Properties p = (Properties)l1;

или, так:

Properties p = l1;

(приведение типов сработает автоматически). Здесь p все еще ссылка на объект Line, но через нее мы можем работать только с элементами класса Properties:

p.color = 1;
p.width = 5;

Обратиться к координатам уже не получится:

p.x1 = -1;   // ошибка, такого поля в Properties нет

Конечно, сейчас вы можете подумать: все это хорошо, но зачем это надо, когда через ссылку l1 можно оперировать всеми данными без исключения? Да, в этом простом примере именно так и есть, операция избыточна. Но у нас же могут быть и другие графические примитивы. И, смотрите, для единообразного хранения ссылок на них, можно создать вот такой динамический массив:

Properties geom[] = new Properties[4];

а, затем, создать четыре разных объекта:

geom[0] = new Line();
geom[1] = new Triangle();
geom[2] = new Rectangle();
geom[3] = new Ellipse();

Видите, как это удобно использовать единый интерфейс – класс Properties для хранения нарисованных объектов. Более подробно об управлении дочерними объектами через базовый класс Properties мы поговорим в теме полиморфизм.

Итак, мы увидели, как представляется дочерний объект в памяти устройства и в каком порядке вызываются конструкторы базовых и дочерних классов: сверху-вниз – от самого первого родительского вниз до последнего дочернего:

Но, глядя на этот рисунок, у вас здесь может возникнуть еще один каверзный вопрос: а что если дочерний класс будет наследоваться сразу от двух родительских? К счастью в Java такой проблемы нет, так как наследование можно выполнять одновременно только от одного класса, то есть, множественное наследование запрещено и максимум, что можно сделать – это реализовать цепочку из классов, как показано на рисунке. Забегая вперед, скажу, что отсутствие механизма множественного наследования компенсируется специальными конструкциями под названием интерфейсы. О них мы тоже будем говорить, но позже. Ну а реализовать цепочку наследования из классов можно, например, так:

class Geom {
    int id;
}
 
class Properties extends Geom { ... }
class Line extends Properties { ... }

Здесь на вершине иерархии стоит класс Geom, далее класс Properties и в конце – класс Line.

Путь кодера

Подвиг 1. Объявите классы для описания мебели: стулья, шкафы, полки, столы. У этих классов имеются общие поля: название, габариты, цена. И уникальные для каждого объекта:

для стула: число ножек, высота ножек, наличие спинки;
для шкафов: материал ручек, число створок и шкафчиков;
для полок: число сегментов и размер каждого сегмента;
для столов: число ножек и площадь столешницы.

Подумайте, как описать эти объекты. Создайте их и выведите значение полей в консоль.

Подвиг 2. Требуется создать описание окна приложения для разных устройств: смартфонов, планшетов и настольных компьютеров (десктопов). Окно имеет общие параметры: заголовок, шрифт, наличие/отсутствие рамки. И уникальные для каждого устройства:

для смартфонов: ничего (все берется из базового класса);
для планшетов: положение и размер окна;
для десктопов: положение и размер окна, возможность менять размеры, полноэкранный режим.

Подумайте, как описать эти классы. Создайте экземпляры классов для каждого устройства и выведите значение полей в консоль.

Как делается наследование классов

Видео по теме