Java extends关键字与方法重写详解：覆盖、重载与多态313

在Java面向对象编程中，`extends`关键字用于实现继承，子类继承父类的属性和方法。继承是代码复用的重要机制，而方法重写（Method Overriding）则是继承中一个强大的特性，允许子类根据自身需求修改继承自父类的方法行为。本文将深入探讨Java中`extends`关键字与方法重写的机制，包括覆盖、重载以及它们与多态的关系。

1. 继承与`extends`关键字

Java使用`extends`关键字声明继承关系。例如，如果类`Dog`继承类`Animal`，则代码如下：```java
class Animal {
public void eat() {
("Animal is eating.");
}
}
class Dog extends Animal {
// ...
}
```

在这里，`Dog`类继承了`Animal`类。`Dog`类拥有`Animal`类中所有非私有（`private`）的成员变量和方法。这意味着`Dog`类的对象可以直接调用`eat()`方法，打印出"Animal is eating."。

2. 方法重写（Method Overriding）

方法重写是指子类重新定义父类中已有的方法。子类方法必须与父类方法具有相同的名称、返回值类型（或子类型）、参数列表。如果子类的方法与父类的方法签名完全一致，则称之为方法覆盖。

让我们修改上面的例子，让`Dog`类重写`eat()`方法：```java
class Dog extends Animal {
@Override //最佳实践：使用@Override注解，编译器可以检查是否正确重写
public void eat() {
("Dog is eating bones.");
}
}
public class Main {
public static void main(String[] args) {
Animal animal = new Animal();
(); // Output: Animal is eating.
Dog dog = new Dog();
(); // Output: Dog is eating bones.
Animal animal2 = new Dog(); // 多态性
(); // Output: Dog is eating bones. 运行时多态
}
}
```

在这个例子中，`Dog`类重写了`Animal`类的`eat()`方法。当我们调用`()`时，会执行`Dog`类中的`eat()`方法。这体现了多态性：同一方法调用，根据对象的类型执行不同的代码。

3. 方法重载（Method Overloading）与方法重写的区别

方法重载指的是在同一个类中定义多个同名方法，但它们的参数列表不同。方法重载与方法重写是两个不同的概念，不要混淆。```java
class Animal {
public void eat() {
("Animal is eating.");
}
public void eat(String food) {
("Animal is eating " + food);
}
}
```

这里`Animal`类中的`eat()`方法发生了重载，一个没有参数，一个接受一个字符串参数。方法重载发生在同一个类内，而方法重写发生在继承关系中。

4. 访问修饰符与方法重写

子类方法的访问修饰符可以比父类方法的访问修饰符更宽松，但不能更严格。例如，如果父类方法是`public`，子类方法可以是`public`，也可以是`protected`或`default`，但不能是`private`。如果父类方法是`protected`，子类方法可以是`protected`或`public`，但不能是`private`或`default`。

5. final关键字与方法重写

如果父类方法声明为`final`，则子类不能重写该方法。`final`关键字阻止方法被重写，保证方法的行为不会被修改。```java
class Animal {
public final void eat() {
("Animal is eating.");
}
}
//class Dog extends Animal { //编译错误，不能重写final方法
// @Override
// public void eat() {
// ("Dog is eating bones.");
// }
//}
```

6. 异常处理与方法重写

子类重写的方法抛出的异常不能比父类方法抛出的异常更广泛。例如，如果父类方法抛出`IOException`，子类方法可以抛出`IOException`或其子类，但不能抛出`Exception`。

7. 静态方法与方法重写

静态方法不能被重写，因为静态方法属于类本身，而不是类的对象。子类可以定义与父类同名的静态方法，但这属于方法重载，而不是方法重写。

总结

Java的`extends`关键字和方法重写是面向对象编程中两个重要的概念。理解它们之间的关系，以及方法重载、`final`关键字、异常处理等与方法重写相关的细节，对于编写高质量的Java代码至关重要。通过合理地运用继承和方法重写，可以提高代码的可重用性和可维护性，并且可以更好地实现多态性。

2025-05-23

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