江蘇理工學院第6章繼承與多態(tài)—云醫(yī)院系統(tǒng)的擴展與維護時間：主講人：2025.62025繼承機制：構建云醫(yī)院系統(tǒng)的層級結構多態(tài)的應用：云醫(yī)院中的多元化組合抽象類與接口目錄Content010203繼承的概念與實現(xiàn)（extends關鍵字）方法重寫（@Override注解）super關鍵字的使用多態(tài)的概念與實現(xiàn)抽象類的定義與使用（abstract關鍵字）接口的定義與實現(xiàn)（interface關鍵字）知識要點繼承機制：構建云醫(yī)院系統(tǒng)的層級結構Part.01江蘇理工學院繼承是子類使用父類部分或全部屬性和行為的過程，提高代碼復用性。如醫(yī)院中所有患者共有的屬性和行為可定義在父類Patient中。（代碼如右側(cè)所示）繼承的定義示例代碼：publicclassPatient{//基本屬性privateStringid;//患者IDprivateStringname;//患者姓名privateintage;//年齡privateStringgender;//性別privateStringroomNumber;//病房號privatebooleanisAdmitted;//是否已入院//構造方法publicPatient(){}publicPatient(Stringid,Stringname,intage,Stringgender,StringroomNumber,booleanisAdmitted){this.id=id;=name;this.age=age;this.gender=gender;this.roomNumber=roomNumber;this.isAdmitted=isAdmitted;}……//這里省略getter和setter方法，讀者自行添加即可//覆蓋toString方法以便打印患者信息@OverridepublicStringtoString(){return"Patient{"+"id='"+id+'\''+",name='"+name+'\''+",age="+age+",gender='"+gender+'\''+",roomNumber='"+roomNumber+'\''+",isAdmitted="+isAdmitted+'}';} 子類、父類與患者信息在類的聲明中，可以通過使用關鍵字extends來顯示地指明其父類。格式為：[修飾符]class子類名extends父類

有時子類為了和父類保持一致或者為了開發(fā)方便，就用到了繼承機制。由于子類將繼承父類的所有字段（包括成員變量和常量）和方法，即父類的所有字段和方法都自動成為子類的字段和方法，因此，子類體內(nèi)只需寫出新增的字段和方法。注意：Java和C++不一樣，Java只支持單繼承而不支持多繼承，即一個類只能有一個基類，一個基類可以派生出多個類。子類對象的創(chuàng)建publicclassCardiacPatientextendsPatient{//心臟病患者特有的屬性privateStringheartCondition;//心臟狀況描述//構造方法，調(diào)用父類的構造方法publicCardiacPatient(Stringid,Stringname,intage,Stringgender,StringroomNumber,booleanisAdmitted,StringheartCondition){super(id,name,age,gender,roomNumber,isAdmitted);//調(diào)用父類的構造方法this.heartCondition=heartCondition;}//getter和setter方法publicStringgetHeartCondition(){returnheartCondition;}publicvoidsetHeartCondition(StringheartCondition){this.heartCondition=heartCondition;}//覆蓋toString方法，包含心臟病患者的額外信息@OverridepublicStringtoString(){returnsuper.toString()+",heartCondition='"+heartCondition+'\'';}}01示例代碼：創(chuàng)建一個CardiacPatient類去繼承Patient類子類對象的創(chuàng)建實例代碼：實例化一個心臟病患者類的對象并打印他的相關信息publicclassTestCardiacPatient{publicstaticvoidmain(String[]args){//創(chuàng)建一個心臟病患者的實例CardiacPatientpatient=newCardiacPatient("001","張三",60,"男","101",true,"心肌缺血");//打印心臟病患者的信息System.out.println(patient);}}子類對象的創(chuàng)建子類不能直接訪問父類私有屬性和方法，但子類對象擁有父類所有屬性和方法。子類可通過父類提供的方法間接訪問私有屬性。繼承的原則子類構造方法中隱含super()，也可顯式調(diào)用父類含參構造方法，完成父類屬性初始化。用super()調(diào)用父類的構造方法繼承的實現(xiàn)用super()調(diào)用父類的構造方法如果希望在調(diào)用Patient類的構造方法時可以直接為屬性初始化，那么在Patient類中增添如下構造方法。publicPatient(Stringname,intage){this.setName(name);this.setAge(age);}

同時也為CardiacPatient類增加如下帶參構造方法：publicCardiacPatient(Stringname,intage,StringheartCondition){//直接指明調(diào)用父類中有兩個參數(shù)的構造方法super(name,age);this.heartCondition=heartCondition;}那么在TestCardiacPatient類可以對CardiacPatient類實例化：CardiacPatientpatient=newCardiacPatient("張三",60,"心肌缺血");繼承的實現(xiàn)成員變量的隱藏子類聲明與父類同名成員變量時，會隱藏父類同名變量。子類通過super關鍵字可訪問被隱藏的父類變量。

publicclassDoctor{publicstaticStringposition="醫(yī)生";publicintage=26;}publicclassPhysicianextendsDoctor{

//隱藏父類的靜態(tài)成員變量publicStringposition="內(nèi)科醫(yī)生";//隱藏父類的實例變量publicintage=48;}publicclassSurgeonextendsDoctor{

publicstaticStringposition="外科醫(yī)生";publicintage=45;}Part01方法的重寫子類可重寫父類方法，需滿足方法名、參數(shù)列表相同，返回類型兼容等條件。重寫方法是實現(xiàn)多態(tài)的關鍵。

例如，針對子類CardiacPatient，以不變的權限可以復寫父類的toString()方法：@OverridepublicStringtoString(){returnsuper.toString()+"heartCondition='"+heartCondition+'\'';}那么在TestCardiacPatient類可以對CardiacPatient類對象輸出信息：CardiacPatientpatient=newCardiacPatient("001","張三",60,"男","101",true,"心肌缺血");System.out.println(patient);這時調(diào)用的toString()方法，是子類中的toString()方法，它已經(jīng)覆蓋了父類的同名方法。Part02成員變量的隱藏與方法的重寫將子類引用類型轉(zhuǎn)換為父類引用類型，子類對象可視為父類對象，但會失去子類特有屬性和方法。上轉(zhuǎn)型對象可操作子類繼承或隱藏的成員變量和方法，調(diào)用時會執(zhí)行子類重寫后的代碼。向上轉(zhuǎn)型的定義轉(zhuǎn)型對象的性質(zhì)向上轉(zhuǎn)型定義一個父類Staff和它的子類Nurse，子類重寫了父類的同名方法，并且具有自己特有的行為。classStaff{publicStringgetName(){return"員工";}publicStringwork(){return"好好工作";}publicvoidintroduce(){System.out.println("我是"+getName()+"，"+work());}}classNurseextendsStaff{publicStringgetName(){return"護士";}publicStringwork(){return"護理病人";}publicvoidtask(){System.out.println("確保病人盡快康復");}}向上轉(zhuǎn)型測試類：publicclassTestStaff{publicstaticvoidmain(String[]args){Staffstaff=newStaff();roduce();Nursenurse=newNurse();roduce();//調(diào)用父類中的方法nurse.task();Staffnurse1=newNurse();//這里的nurse1就是上轉(zhuǎn)型對象roduce();nurse=(Nurse)nurse1;//將上轉(zhuǎn)型對象強制轉(zhuǎn)換為子類對象roduce();nurse.task();//這時nurse對象又具有Nurse所有的屬性和行為了}}多態(tài)的應用：云醫(yī)院中的多元化組合Part.02江蘇理工學院多態(tài)的定義多態(tài)指同一個行為具有多個不同表現(xiàn)形式的能力。子類重寫父類方法后，通過父類引用調(diào)用時，會執(zhí)行子類重寫后的代碼。多態(tài)的實現(xiàn)條件需具備繼承關系、子類重寫父類方法、父類引用指向子類對象三個條件。多態(tài)的概念多態(tài)的實現(xiàn)方式通過父類引用調(diào)用子類重寫后的方法，實現(xiàn)多態(tài)行為。不同子類重寫方法后，調(diào)用結果不同。多態(tài)的應用場景在生物學上，多態(tài)表現(xiàn)得尤為顯著，如遺傳多態(tài)性，它是指在一個生物群體中，同一基因座位上存在著兩種或多種等位基因，且每一種等位基因在群體中的頻率都大于1%的現(xiàn)象。這種多態(tài)性在人群中普遍存在，是導致人類表型差異（如膚色、血型、藥物代謝能力等）的重要原因。多態(tài)的實現(xiàn)classBlood{publicvoidborn(){System.out.println("A型血+B型血可以結合成：AB型血(AB)");}}classChild1extendsBlood{publicvoidborn(){System.out.println("A型血+B型血可以結合成：B型血(BB,BO)");}}classChild2extendsBlood{publicvoidborn(){System.out.println("A型血+B型血可以結合成：A型血(AA,AO)");}}classChild3extendsBlood{publicvoidborn(){System.out.println("A型血+B型血可以結合成：O型血(OO)");}}多態(tài)的應用實例代碼：用多態(tài)來定義遺傳多態(tài)性。抽象類與接口Part.03江蘇理工學院抽象類是不能實例化的類，用于表征問題領域中的抽象概念，可包含抽象方法和具體方法。使用abstract修飾的類為抽象類。格式：abstractclass類名｛…｝舉例：abstractclassDisease｛…｝abstractclassDevice｛…｝抽象方法是沒有方法體的方法，子類繼承抽象類時需實現(xiàn)抽象方法。使用abstract修飾的方法為抽象方法，該方法沒有方法體。格式：abstract返回值類型

方法名（參數(shù)列表）；舉例：publicabstractStringgetEtiology();publicabstractvoiddiagnosis(Stringi,Stringj);抽象類用于定義通用行為，子類繼承后實現(xiàn)具體行為。如疾病診斷系統(tǒng)中，疾病類可定義為抽象類，具體疾病類繼承并實現(xiàn)診斷方法。抽象類的定義抽象方法的定義抽象類的使用抽象類與抽象方法abstractclassDisease{//疾病的通用屬性privateStringetiology;//構造方法publicDisease(Stringetiology){this.etiology=etiology;}//癥狀的抽象表示（這里只是作為演示，通常癥狀會是一個更復雜的類型）publicabstractvoiddescribeSymptoms();//抽象方法：診斷publicabstractvoiddiagnose();//getter和setterpublicStringgetEtiology(){returnetiology;}publicvoidsetEtiology(Stringetiology){this.etiology=etiology;}//一個通用的方法，如打印疾病名稱publicvoidprintDiseaseName(){System.out.println("Disease:"+etiology);}}示例代碼抽象類的使用//具體的疾病類：Flu（流感）classFluextendsDisease{//構造方法publicFlu(Stringetiology){super(etiology);}//實現(xiàn)抽象方法：描述癥狀@OverridepublicvoiddescribeSymptoms(){System.out.println("Symptoms:Fever,cough,bodyaches.");}//實現(xiàn)抽象方法：診斷@Overridepublicvoiddiagnose(){System.out.println("Diagnosis:"+getEtiology()+"isconfirmedbasedonsymptomsandtestresults.");}}測試方法publicclassDiseaseTest{publicstaticvoidmain(String[]args){Diseaseflu=newFlu("InfluenzaA");flu.printDiseaseName();flu.describeSymptoms();flu.diagnose();}}示例代碼抽象類的使用運行結果接口是比抽象類更抽象的概念，是方法和常量值的定義集合，只提供形式，無具體實現(xiàn)。01接口的定義修飾符interface

接口名｛//聲明變量

類型

變量名；……//聲明方法

返回值類型

方法名();……}所有定義在接口中的常量都默認為public、static和final。所有定義在接口中的方法都默認為public和abstract，所以不用修飾符限定它們；和類不同的是，一個接口可以繼承多個父接口。接口允許類的創(chuàng)建者為一個類建立其形式：有方法名、參數(shù)列表和返回類型，但是沒有任何方法體。接口也可以包含數(shù)據(jù)成員。也就是說，接口只提供了形式，而未提供任何具體實現(xiàn)。接口是方法和常量值的定義的集合。接口的定義實現(xiàn)接口的類需實現(xiàn)接口中所有抽象方法，可通過接口實現(xiàn)模擬多繼承。02接口的實現(xiàn)class類名implements接口1,接口2{

方法1(){…//方法體

｝

方法1(){…//方法體

｝}由關鍵字implements表示實現(xiàn)的接口，多個接口之間用逗號隔開。多個無關的類可實現(xiàn)同一個接口，一個類可實現(xiàn)多個無關的接口接口的實現(xiàn)實現(xiàn)接口需要注意以下幾點。（1）如果實現(xiàn)某接口的類不是abstract類，則在類的定義部分必須實現(xiàn)指定接口的所有抽象方法，而且方法頭部分應該與接口中的定義完全一致。（2）如果實現(xiàn)某接口的類是abstract類，則它可以不實現(xiàn)該接口所有的方法。（3）接口的抽象方法的訪問權限修飾符都已指定為public，因此，類在實現(xiàn)方法時，必須顯式地使用public。否則，將縮小接口定義方法的訪問控制范圍。注意事項接口的實現(xiàn)可以把實現(xiàn)某一接口的類創(chuàng)建的對象引用賦給該接口聲明的接口變量中，那么該接口變量就可以調(diào)用被類實現(xiàn)的接口中的方法。實際上，當通過接口變量調(diào)用方法時，JVM會根據(jù)該變量引用的實際對象類型，動態(tài)綁定到對應實現(xiàn)類中重寫的方法。接口回調(diào)可用于實現(xiàn)多態(tài)行為，通過接口變量調(diào)用不同實現(xiàn)類的方法。接口回調(diào)的定義接口回調(diào)的應用接口回調(diào)編寫測試類：publicclassExample{publicstaticvoidmain(Stringargs[]){Peoplea; //聲明接口變量a=newStudent();//實例化，接口變量中存放student對象的引用a.peopleList(); //接口回調(diào)a=newTeacher();//實例化，接口變量中存放teacher對象的引用a.peopleList(); //接口回調(diào)}}結果：I’mastudent.I’mateacher.示例代碼：interf