精通 Java Inheritance: Overriding Methods, toString, 与 Parameterized Constructors
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1. 介绍 .................................. 1 2. 理解 Inheritance and Constructors .... 3 3. toString Method 的威力 ............... 7 4. Overriding Methods in Child Classes ............. 10 5. 实践示例: Bike and Vehicle Classes ...... 13 6. 结论 ...................................... 18 |
1. 介绍
Java programming 提供了一系列丰富的功能，使开发者能够创建结构清晰、可重用且易于维护的代码。在这本 eBook 中，我们深入探讨诸如 inheritance、the toString method、parameterized constructors 与 method overriding 等关键概念。基于详细的教程记录，我们探索如何利用这些概念来增强 object 表示和 behavior 在您的应用程序中的效果。
要点：
- 了解 inheritance 与 constructors 如何协同工作。
- 理解 overriding methods 对于获得更好输出的重要性。
- 发现 Java 如何使用 the toString method 来展示 object。
- 通过 annotations、code samples 与 visual diagrams 进行练习。
- 试验 class relationships（例如：Bike、Vehicle、Truck、Car）。
下面是一张比较表，概述了在 Java 中使用和不使用 toString methods 的区别：
| 情景 | 输出描述 |
|---|---|
| 没有自定义的 toString method | 默认的内存地址（例如：com.example.XYZ） |
| 使用 base class 的 toString | 继承自 parent 的实现 |
| 重写的 toString 与 concatenating super | 组合输出：child 与 parent 的信息 |
使用时机：
- 当需要更具描述性的输出时，使用 overriding.
- 使用 parameterized constructors 初始化带有自定义值的 objects.
2. 理解 Inheritance 和 Constructors
Inheritance 是 object-oriented programming 中的一个基本概念，它允许 child (derived) class 从 parent (base) class 继承属性和 behaviors (methods)。它提供了一种重用代码以及添加新功能或修改现有 behaviors 的机制。
关键要素：
- Parent (Base) Class: 包含通用属性和 methods.
- Child (Derived) Class: 从 parent 继承并可以 override 或 extend functionalities.
- Parameterized Constructors: 特殊的 constructors，接受参数以有效初始化 object states.
例如，当创建一个 Bike object 时，它可能会使用其 parent Vehicle Class 中的 parameterized constructor，以确保在 instantiation 时拥有正确的属性。
3. toString Method 的威力
Java 中的 toString method 用于提供 object 的字符串表示。当您打印一个没有自定义 toString 的 object 时，Java 将显示一个默认字符串，其中包含 class 名称和 object 的 hash code（内存地址），这在实际应用中很少有用。
考虑以下情景：
- 如果没有提供 toString method，打印 object 会显示一个令人困惑的地址值。
- 当您在您的 class 中 override toString 时，您可以输出有意义的信息。
一种值得注意的方法是通过使用 super.toString 将您的自定义字符串与 parent class 的 toString 输出结合起来。该技术确保同时显示 child 与 base class 的所有关键信息。
4. Overriding Methods in Child Classes
Method overriding 允许 child class 提供其对 parent class 中已定义的 method 的自有实现。当 child class 需要修改与其特定上下文相关的 behavior 时，这一点尤为重要。
讨论要点：
- 具有与 parent method 相同 method signature 的 child method 将会覆盖 parent’s implementation.
- 最佳实践是使用 @Override annotation。虽然输出可能不变，但该 annotation 清楚地表明该 method 被 override 了。
- Overriding 提升代码可读性并保持 class behavior 的清晰。
例如，如果 Vehicle 和 Bike Classes 都有 run() method，那么如果 Bike 提供了其自有版本（例如，打印 “running bike” 而不是 “running vehicle”），则 Bike 的 run() method 将优先执行。
5. 实践示例: Bike and Vehicle Classes
下面是一个示例 Java 程序，演示了上述讨论的概念，并附有 inline comments 解释代码的每一部分：
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/* Program: Bike and Vehicle Inheritance Example This example demonstrates: • The use of parameterized constructors • Overriding the toString method • Method overriding between parent and child classes */ class Vehicle { // Private attributes for encapsulation private String type; // Parameterized constructor for initializing Vehicle public Vehicle(String type) { this.type = type; } // Overridable toString method in Vehicle public String toString() { return "Vehicle Type: " + type; } // Method to be overridden public String run() { return "running vehicle"; } } class Bike extends Vehicle { private String model; // Parameterized constructor calling the super class constructor public Bike(String type, String model) { super(type); // Calling Vehicle's constructor this.model = model; } // Overriding toString method to combine both Bike and Vehicle information @Override public String toString() { // Concatenates Bike details with the parent class's toString output return "Bike Model: " + model + ", " + super.toString(); } // Overriding run method for Bike specifics @Override public String run() { // When Bike's run method is invoked, it outputs a customized string return "running bike"; } // Additional method as per transcript demonstration: Unique bike action public String uniqueAction() { return "unique bike maneuver"; } } public class Main { public static void main(String[] args) { // Creating an object of Bike with parameterized initialization Bike myBike = new Bike("Motor Vehicle", "Sportster"); // Displaying Bike information using the overridden toString method System.out.println(myBike.toString()); // Expected Output: Bike Model: Sportster, Vehicle Type: Motor Vehicle // Demonstrating method overriding System.out.println(myBike.run()); // Expected Output: running bike // Accessing unique method from Bike System.out.println(myBike.uniqueAction()); // Expected Output: unique bike maneuver // Demonstration of inheriting parent's run method behavior: Vehicle myVehicle = new Vehicle("Generic Vehicle"); System.out.println(myVehicle.run()); // Expected Output: running vehicle } } |
逐步解释：
- Vehicle Class 被定义，具有 parameterized constructor 和 toString method，用于打印 vehicle type.
- Bike class 扩展自 Vehicle，在初始化期间调用 super constructor.
- Bike override 了 toString method，将其自身的 model 信息与 parent 的输出拼接。
- Bike 中的 run() method 被 override，以显示 “running bike” 而不是默认的 “running vehicle”。
- 在 Main class 中，创建了 Bike 和 Vehicle 的实例，以展示 override 和 inherited methods.
- 运行代码后将显示 override methods 的增强输出。
图示：Inheritance Structure
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[Vehicle] │ ▼ [Bike] |
• Vehicle: 包含通用 attributes/methods（例如：type, run(), toString()）
• Bike: 从 Vehicle 继承，并增加了特定的 attributes（例如：model）以及其自身的 methods 和 overrides.
6. 结论
在这本 eBook 中，我们探讨了 Java 中 inheritance 的多样性，重点关注了：
- parameterized constructors 在高效 object 初始化中的重要性.
- override the toString method 如何实现信息丰富的 object 表示.
- method overriding 的原则，确保 child classes 可以修改或 extend parent behavior.
- 通过实践示例（Bike vs. Vehicle）巩固这些概念.
请记住，实践是掌握这些 programming concepts 的关键。尝试使用其他 classes——如 Truck 和 Car——进一步丰富您的理解。如有疑问，请检查您的代码，测试各种实现，并查阅文档以不断提升您的技能。
注意：本文由 AI 生成。