《面向对象的思考过程（原书第4版）》一1.9　继承

本节书摘来自华章出版社《面向对象的思考过程（原书第4版）》一书中的第1章，第1.9节，［美］　马特·魏斯费尔德（Matt Weisfeld）　著黄博文　译更多章节内容可以访问“华章计算机”公众号查看。

1.9　继承

面向对象程序设计的最强大的功能之一就是代码重用。结构化设计提供的代码重用非常受限。你可以编写一个功能块，然后多次重用它。但是面向对象的设计更进一步，允许你定义类之间的关系，通过组织和识别不同类之间的共性，不仅可以实现代码重用，也可以指导设计。继承是实现该功能的主要手段。
继承允许一个类继承另一个类的属性和方法。我们可以通过抽象公共属性和行为来创建新类。
面向对象程序设计中的一个主要设计问题就是识别多个类的共性。例如，假设你有一个Dog（狗）类和一个Cat（猫）类，这两个类都有一个属性来表示眼睛颜色。在过程化模型中，Dog和Cat的代码中都会包含这个属性。在面向对象的设计中，可以将颜色属性上移到一个名为Mammal（哺乳动物）的类中。该类也会包含一些其他的公共属性和方法。在本例中，Dog类和Cat类都继承自Mammal类，如图1-14所示。

当Dog或Cat对象被实例化时，它包含了自身类的所有东西，也包含了从父类获取到的东西。即Dog拥有自身类定义的所有属性，也包含了从Mammal类继承过来的属性。

1.9.1　超类和子类

超类，也称为父类（有时候也叫作基类），包含了继承自它的所有类的公共属性和行为。例如，在Mammal类的例子中，所有的哺乳动物拥有相似的属性，比如eyeColor和hairColor，也有相似的行为，比如generateInternalHeat和growHair。所有的哺乳动物都有这样的属性和行为，所以没必要在哺乳动物继承树中为每个动物中都重复一遍。重复不仅加重工作量，而且会带来更多问题，因为会引入错误和矛盾。
子类，也称为孩子类（有时被叫作衍生类），是超类的扩展。比如，Dog和Cat类从Mammal类继承了所有的公共属性和行为。Mammal类是Dog和Cat子类的超类。
继承提供了丰富的设计优势。当设计Cat类时，Mammal类提供了很多需要的功能。通过继承自Mammal对象，Cat已经拥有了成为真正的哺乳动物的所有属性和行为。为了让猫这种哺乳动物更加具体，Cat类必须拥有猫自身独一无二的属性或行为。

1.9.2　抽象

继承树可能会增长的非常庞大。当Mammal和Cat类完成后，可以快速添加其他哺乳动物，比如狗（或者狮子、老虎和熊）。Cat类也可以作为其他类的父类，比如作为塔罗猫等猫的父类。而Dog类也可以作为GermanShepherd（德国牧羊犬）和Poodle（卷毛小狗）的父类（见图1-15）。继承的力量在于它的抽象和组织技术。

在大多数最新的面向对象的语言中（比如Java、.NET和Objective C），一个类只能有一个父类，然而一个类可以有多个子类。另一些语言中，比如C++，可以拥有多个父类。前一种情况称为单继承，后一种情况称为多重继承。
请注意GermanShepherd类和Poodle类都继承自Dog类。每个类只有一个方法。然而由于它们继承自Dog，所以它们也继承自Mammal。即GermanShepherd和Poodle类获取了Dog和Mammal中所有的属性和方法，同时也拥有它们自身的属性和方法（如图1-16所示）。

1.9.3　is-a关系

在Shape（形状）例子中，Circle（圆形）、Square（矩形）和Star（星形）都直接继承自Shape。这种关系通常被称为is-a关系，因为圆是一个形状，而矩形也是形状。当子类继承自父类时，任何父类能做的事情子类都可以做。即Circle、Square和Star都是Shape的扩展。