Что означает ключевое слово extends
Inheritance is an important pillar of OOP(Object Oriented Programming). It is the mechanism in Java by which one class is allowed to inherit the features(fields and methods) of another class. There are two main keywords, “extends” and “implements” which are used in Java for inheritance. In this article, the difference between extends and implements is discussed.
Before getting into the differences, lets first understand in what scenarios each of the keywords are used.
Extends: In Java, the extends keyword is used to indicate that the class which is being defined is derived from the base class using inheritance. So basically, extends keyword is used to extend the functionality of the parent class to the subclass. In Java, multiple inheritances are not allowed due to ambiguity. Therefore, a class can extend only one class to avoid ambiguity.
Наследование
Наследование является неотъемлемой частью Java. При использовании наследования вы говорите: Этот новый класс похож на тот старый класс. В коде это пишется как extends, после которого указываете имя базового класса. Тем самым вы получаете доступ ко всем полям и методам базового класса. Используя наследование, можно создать общий класс, которые определяет характеристики, общие для набора связанных элементов. Затем вы можете наследоваться от него и создать новый класс, который будет иметь свои уникальные характеристики. Главный наследуемый класс в Java называют суперклассом. Наследующий класс называют подклассом. Получается, что подкласс — это специализированная версия суперкласса, которая наследует все члены суперкласса и добавляет свои собственные уникальные элементы. К примеру, в Android есть класс View и подкласс TextView.
Чтобы наследовать класс, достаточно вставить имя наследуемого класса с использованием ключевого слова extends:
В этом коде мы наследуемся от класса Activity и добавляем свой код, который будет отвечать за наше приложение.
Подкласс в свою очередь может быть суперклассом другого подкласса. Так например, упоминавший ранее класс TextView является суперклассом для EditText.
В производный класс можно добавлять новые методы.
Для каждого создаваемого подкласса можно указывать только один суперкласс. При этом никакой класс не может быть собственным суперклассом.
Хотя подкласс включает в себя все члены своего суперкласса, он не может получить доступ к тем членам суперкласса, которые объявлены как private.
Помните, мы создавали класс Box для коробки кота. Давайте наследуемся от этого класса и создадим новый класс, который будет иметь не только размеры коробки, но и вес.
В том же файле Box.java после последней закрывающей скобки добавьте новый код:
Возвращаемся в главную активность и пишем код:
Обратите внимание, что мы вызываем метод getVolume(), который не прописывали в классе HeavyBox. Однако мы можем его использовать, так как мы наследовались от класса Box и нам доступны все открытые поля и методы. Заодно мы вычисляем вес коробки с помощью новой переменной, которую добавили в подкласс.
Теперь у нас появилась возможность складывать в коробку различные вещи. В хозяйстве всё пригодится.
При желании вы можете создать множество разных классов на основе одного суперкласса. Например, мы можем создать цветную коробку.
Ключевое слово super
В Java существует ключевое слово super, которое обозначает суперкласс, т.е. класс, производным от которого является текущий класс. В данном случае, супер не означает превосходство, скорее даже наоборот, дочерний класс имеет больше методов, чем родительский. Само слово пошло из теории множеств, где используется термин супермножество. Посмотрим, зачем это нужно.
В конструкторе HeavyBox мы дублировали поля width,height и depth, которые уже есть в классе Box. Это не слишком эффективно. Кроме того, возможны ситуации, когда суперкласс имеет закрытые члены данных, но мы хотим иметь к ним доступ. Через наследование это не получится, так как закрытые члены класса доступны только родному классу. В таких случаях вы можете сослаться на суперкласс.
Ключевое слово super можно использовать для вызова конструктора суперкласса и для обращения к члену суперкласса, скрытому членом подкласса.
Использование ключевого слова super для вызова конструктора суперкласса
Вызов метода super() всегда должен быть первым оператором, выполняемым внутри конструктора подкласса.
При вызове метода super() с нужными аргументами, мы фактически вызываем конструктор Box, который инициализирует переменные width, height и depth, используя переданные ему значения соответствующих параметров. Вам остаётся инициализировать только своё добавленное значение weight. При необходимости вы можете сделать теперь переменные класса Box закрытыми. Проставьте у полей класса Box модификатор private и убедитесь, что вы можете обращаться к ним без проблем.
У суперкласса могут быть несколько перегруженных версий конструкторов, поэтому можно вызывать метод super() с разными параметрами. Программа выполнит тот конструктор, который соответствует указанным аргументам.
Вторая форма ключевого слова super действует подобно ключевому слову this, только при этом мы всегда ссылаемся на суперкласс подкласса, в котором она использована. Общая форма имеет следующий вид:
Здесь член может быть методом либо переменной экземпляра.
Подобная форма подходит в тех случаях, когда имена членов подкласса скрывают члены суперкласса с такими же именами.
В результате мы должны увидеть:
Таким образом, знакомое нам выражение super.onCreate(savedInstanceState) обращается к методу onCreate() из базового класса.
Создание многоуровневой иерархии
Мы использовали простые примеры, состоящие из суперкласса и подкласса. Можно строить более сложные конструкции, содержащие любое количество уровней наследования. Например, класс C может быть подклассом класса B, который в свою очередь является подклассом класса A. В подобных ситуациях каждый подкласс наследует все характеристики всех его суперклассов.
Напишем пример из трёх классов. Суперкласс Box, подкласс HeavyBox и подкласс MoneyBox. Последний класс наследует все характеристики классов Box и HeavyBox, а также добавляет поле cost, которое содержит стоимость коробки.
Box.java
HeavyBox.java
MoneyBox
Код для основной активности, например, при щелчке кнопки:
В результате мы получим различные значения, вычисляемые в коде. Благодаря наследованию, класс MoneyBox может использовать классы Box и HeavyBox, добавляя только ту информацию, которая нам требуется для его собственного специализированного применения. В этом и состоит принцип наследования, позволяя повторно использовать код.
Метод super() всегда ссылается на конструктор ближайшего суперкласса в иерархии. Т.е. метод super() в классе MoneyBox вызывает конструктор класса HeavyBox, а метод super() в классе HeavyBox вызывает конструктор класса Box.
Если в иерархии классов конструктор суперкласса требует передачи ему параметров, все подклассы должны передавать эти параметры по эстафете.
В иерархии классов конструкторы вызываются в порядке наследования, начиная с суперкласса и заканчивая подклассом. Если метод super() не применяется, программа использует конструктор каждого суперкласса, заданный по умолчанию или не содержащий параметров.
Вы можете создать три класса A, B, C, которые наследуются друг от друга (A←B←C), у которых в конструкторе выводится текст и вызвать в основном классе код:
Вы должные увидеть три строчки текста, определённые в каждом конструкторе класса. Поскольку суперкласс ничего не знает о своих подклассах, любая инициализация полностью независима и, возможно, обязательна для выполнения любой инициализацией, выполняемой подклассом.
Переопределение методов
Если в иерархии классов имя и сигнатура типа метода подкласса совпадает с атрибутами метода суперкласса, то метод подкласса переопределяет метод суперкласса. Когда переопределённый метод вызывается из своего подкласса, он всегда будет ссылаться на версию этого метода, определённую подклассом. А версия метода из суперкласса будет скрыта.
Если нужно получить доступ к версии переопределённого метода, определённого в суперклассе, то используйте ключевое слово super.
Не путайте переопределение с перегрузкой. Переопределение метода выполняется только в том случае, если имена и сигнатуры типов двух методов идентичны. В противном случае два метода являются просто перегруженными.
В Java SE5 появилась запись @Override; она не является ключевым словом. Если вы собираетесь переопределить метод, используйте @Override, и компилятор выдаст сообщение об ошибке, если вместо переопределения будет случайно выполнена перегрузка.
Для закрепления материала создадим класс Animal с одним методом.
Теперь создадим класс Cat, наследующий от первого класса.
Java знает, у родительского класса есть метод sleep(). Удостовериться можно следующим образом. Находясь в классе Cat, выберите в меню Source | Override/Implement Methods. . Появится диалоговое окно, где можно отметить флажком нужный метод.
В результате в класс будет добавлена заготовка:
Попробуем вызвать данный метод в основном классе активности:
Мы получим текст, который определён в суперклассе, хотя вызывали метод дочернего класса.
Но если мы хотим получить другой текст, совсем не обязательно придумывать новые методы. Достаточно закомментировать вызов метода из суперкласса и добавить свой вариант.
Запускаем программу и нажимаем на кнопку. И получим уже другой ответ, более соответствующий описанию среднестатистического кота. Заметьте, что код для щелчка кнопки мы не меняем, но система сама разберётся, что выводить нужно текст не из суперкласса, а из дочернего класса.
Рассмотрим другой пример переопределения методов. Создадим суперкласс Figure, который будет содержать размеры фигуры, а также метод для вычисления площади. А затем создадим два других класса Rectangle и Triangle, у которых мы переопределим данный метод.
Как видите, во всех классах используется одно и тоже имя метода, но каждый класс по своему вычисляет площадь в зависимости от фигуры. Это очень удобно и позволяет не придумывать новые названия методов в классах, которые наследуются от базового класса.
Что означает ключевое слово extends
В этой статье сделана попытка объяснить некоторые термины объектно-ориентированного программирования Java, и ответить на вопросы: что значит слово extends в определении класса? Что значит слово implements в определении класса? В чем разница между extends и implements? Что такое interface? Что такое @Override?
Если коротко, то:
extends это ключевое слово, предназначенное для расширения реализации какого-то существующего класса. Создается новый класс на основе существующего, и этот новый класс расширяет (extends) возможности старого.
implements это ключевое слово, предназначенное для реализации интерфейса (interface).
Оба ключевых слова extends и implements используются, когда Вы создаете свой собственный класс на языке Java. Различие между ними в том, что implements означает, что Вы используете элементы интерфейса в Вашем классе, а extends означает, что Вы создаете подкласс от класса, который расширяете (extend). В новом классе Вы можете расширить только один класс, но Вы можете реализовать столько интерфейсов, сколько захотите.
Тут появилось словечко интерфейс (interface). Разница между interface и обычным классом (regular class) — то, что в интерфейсе Вы не можете определить определенную реализацию (только ее «интерфейс»), а в классе можете. Если сказать точнее, то это означает, что в интерфейсе Вы можете только указать методы, но не реализовывать их. Только класс может реализовать (implement) интерфейс. Класс также может расширить (extend) другой класс. Аналогично, интерфейс может расширить другой интерфейс. Реализация (implements) используется для интерфейса, и расширение (extends) используется для расширения класса. Когда Вы должны выбрать между реализацией интерфейса или расширением класса, пойдите по пути реализации интерфейса, так как класс может реализовать множество интерфейсов, но расширить можно только один класс.
Java не поддерживает множественное наследование (multiple inheritance) для классов. Эта проблема также решается путем использования нескольких интерфейсов.
@Override ключевое слово, которое позволяет в дочернем классе заново создать реализацию метода родительского класса.
Пример реализации интерфейса (как используется ключевое слово implements):
Интерфейс также может содержать в себе декларации полей констант, аннотации, интерфейсы и даже классы.
Теперь пример расширения класса (применение ключевого слова extends):
Вот что получится в результате:
Чтобы лучше понять работу терминов extends, implements, interface, @Override, необходимо изучить принципы объектно-ориентированного программирования: динамическое связывание (dynamic binding), полиморфизм (polymorphism) и общее наследование (general inheritance) [1].
Наследование
Наследование — это процесс перенимания классом свойств (методов и полей) другого класса. С использованием в Java наследования информация становится управляемой в иерархическом порядке.
Класс, который наследует свойства другого класса, называется подклассом (производным классом, наследующим классом), а класс, свойства которого наследуются, известен как суперкласс (базовый класс, родительский класс)
Ключевое слово extends
extends — это кодовое слово, используемое для наследования свойств класса. Взглянем на синтаксис этого ключевого слова.
Синтаксис
Пример кода
Дальше приведён пример процесса наследования на Java. На этом примере Вы можете рассмотреть два класса с именами Calculator и My_Calculator.
Используя ключевое слово extends в Java, My_Calculator перенимает методы addition() и subtraction() класса Calculator.
Скопируйте и вставьте эту программу в файле под именем My_Calculator.java
Скомпилируйте и выполните вышеприведённый код, как показано ниже.
После запуска программы получим следующий результат:
В данной программе, при создании объекта классу My_Calculator, копия содержимого суперкласса создаётся в нём же. Поэтому, используя объект подкласса, Вы можете получить доступ к членам суперкласса.
Ссылочная переменная суперкласса может содержать объект подкласса, но, используя эту переменную, Вы можете иметь доступ только к членам суперкласса, поэтому, чтобы иметь доступ к членам обоих классов, рекомендуется всегда создавать ссылочную переменную к подклассу.
Обращаясь к программе выше, Вы можете создать экземпляр класса, как в примере ниже. Но, используя ссылочную переменную суперкласса, Вы не можете вызвать метод multiplication(), который принадлежит подклассу My_Calculator.
Примечание: подкласс наследует все члены (поля, методы, вложенные классы) из суперкласса. в Java конструкторы не являются членами, поэтому они не наследуются подклассом, но конструктор суперкласса может быть вызван из подкласса.
Ключевое слово super
Ключевое слово super схоже с ключевым словом this. Ниже приведены случаи, где используется super в Java.
- Для дифференциации членов суперкласса от членов подкласса, если у них есть одинаковые имена.
- Для вызова конструктора суперкласса из подкласса.
Дифференциация членов
Если класс перенимает свойства другого класса, и члены суперкласса имеют те же имена, что и в подклассе, для их разделения мы используем ключевое слово super, как показано ниже.
Пример кода
Этот раздел содержит программу, которая демонстрирует использование ключевого слова super в Java.
В предложенной программе у вас есть два класса с именами Sub_class и Super_class, оба имеющие метод display() с разными реализациями и переменную с именем num с разными значениями. Вы можете увидеть, что мы использовали ключевое слово super для дифференциации членов суперкласса из подкласса.
Скопируйте и вставьте эту программу в файле под именем Sub_class.java.
Скомпилируйте и выполните вышеприведённый код, как показано ниже.
После запуска программы будет получен следующий результат:
Вызов конструктора суперкласса
Если класс перенимает свойства другого класса, подкласс автоматически получается стандартный конструктор суперкласса. Но если Вы хотите вызвать параметризованный конструктор суперкласса, Вам нужно использовать ключевое слово super, как показано ниже.
Пример кода
В предложенной программе демонстрируется использование в Java ключевого слова super для вызова параметризованного конструктора. В этой программе содержится суперкласс и подкласс, где суперкласс содержит параметризованный конструктор, который принимает строковое значение, а мы используем ключевое слово super для вызова параметризованного конструктора суперкласса.
Скопируйте и вставьте эту программу в файле под именем Subclass.java
Скомпилируйте и выполните вышеприведённый код, как показано ниже.
После запуска программы будет выдан результат:
Отношение IS-A
IS-A — это способ сказать «Этот объект является типом этого объекта». Давайте посмотрим, как ключевое слово extends используется для достижения наследования.
Теперь, основываясь на примере выше, в объектно-ориентированных терминах, следующие утверждения верны
- Animal является суперклассом класса Mammal.
- Animal является суперклассом класса Reptile.
- Mammal и Reptile являются подклассами класса Animal.
- Dog одновременно является подклассом классов Mammal и Animal.
Теперь, используя отношение IS-A, мы можем сказать так:
- Mammal IS-A Animal.
- Reptile IS-A Animal.
- Dog IS-A Mammal. Таким образом, Dog IS-A тоже Animal.
С использованием ключевого слова extend, подклассы могут наследовать все свойства суперкласса кроме его приватных свойств (private).
Мы можем убедиться, что Mammal на самом деле Animal с использованием оператора экземпляра.
Мы получим следующий результат:
Так как у нас есть хорошее понимание принципа работы ключевого слова extends, давайте рассмотрим, как используется ключевое слово implements для получения отношения IS-A.
В общем, ключевое слово implements в Java используется с классами для перенятия свойств интерфейса. Интерфейсы никогда не могут быть переняты классом с помощью extends.
Пример
Ключевое Слово instanceof
Давайте использует оператор instanceof в Java с целью проверки, являются ли Mammal и Dog на самом деле Animal.
Пример
Мы получим следующий результат:
Отношение HAS-A
Эти отношения в основном основаны на обращении. Они определяют, является ли определенный класс HAS-A определенным случаем. Эта взаимосвязь помогает уменьшить дублирование кода, а также баги. Взглянем на пример.
Мы видим, что у класса Van HAS-A (есть) Speed. Имея отдельный класс Speed, нам не нужно вставлять код, принадлежащий Speed в класс Van, что позволяет нам использовать класс Speed в нескольких приложениях.
В особенности объектно-ориентированного программирования, пользователям не нужно волноваться о том, какой объект выполняет текущую работу. Для достижения этого, класс Van скрывает детали реализации от пользователей класса Van. Таким образом, пользователи, должны попросить класс Van выполнить определенное действие, и класс Van либо выполнит работу сам по себе, либо попросит другой класс выполнить действие.
Виды наследования
Есть различные способы наследования, как показано ниже.
| Вид | Схема | Пример |
| Одиночное наследование |  |
|
| Многоуровневое наследование |  |
|
| Иерархическое наследование |  |
|
| Множественное наследование |  |
Очень важно запомнить, что Java не поддерживает множественное наследование. Это значит, что класс не может продлить более одного класса. Значит, следующее утверждение НЕВЕРНО:
Тем не менее, класс может реализовать один или несколько интерфейсов, что и помогло Java избавиться от невозможности множественного наследования.