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Java 类的继承（一）：基本概念

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1. Object 类里的方法有

  • Object 中没有定义属性，但定义了一些方法（源码基于 JDK 7.0）

  • public 方法

    • public native int hashCode(); // 用于获取对象的哈希值（没有 final 修饰，可以被子类重写）
    • public final native Class<?> getClass(); // 返回此 Object 的运行类
    • public boolean equals(Object obj) { return (this == obj); } // 用于确认两个对象是否“相同”
    • public String toString() { return getClass().getName() + "@" + Integer.toHexString(hashCode()); } // 返回该对象的字符串表示
    • public final native void notify(); // 唤醒在此对象监视器上等待的单个线程
    • public final native void notifyAll(); // 唤醒在此对象监视器上等待的所有线程
    • public final void wait() throws InterruptedException { wait(0); } // 用于让当前线程失去操作权限，当前线程进入等待序列
    • public final native void wait(long timeout) throws InterruptedException; // 在其他线程调用此对象的 notify() 方法或 notifyAll() 方法，或者超过指定的时间量前，让当前线程等待
    • public final void wait(long timeout, int nanos) throws InterruptedException {} // 在其他线程调用此对象的 notify() 方法或 notifyAll() 方法，或者其他某个线程中断当前线程，或者已超过某个实际时间量前，让当前线程等待

  • private 方法

    • private static native void registerNatives() // 私有方法

  • protected 方法

    • protected native Object clone() throws CloneNotSupportedException; // 创建并返回此对象的一个副本
    • protected void finalize() throws Throwable // 当垃圾回收器确定不存在对该对象的更多引用时，由对象的垃圾回收器调用此方法

2. 怎样理解 Object 类

  • 尽管 Object 是一个具体类，但设计它主要是为了扩展
  • Object 所有的非 final 方法（equals()、hashCode()、toString()、clone()、finalize()） 都有明确的通用约定（general contract），因为它们被设计成是要被重写的
  • 任何一个类，它在重写这些方法的时候，都有责任遵守这些通用约定。如果不能做到这一点，其他依赖于这些规定的类（例如 HashMap 和 HashSet）就无法结合该类一起正常运作

3. 什么时候应该重写 equals() 方法

  • 如果类具有自己特有的逻辑相等概念（不同于对象等同的概念），而且父类还没有重写 equals() 以实现期望的行为，这时我们就需要重写 equals() 方法
  • 这通常属于值类（value class）的情形。值类仅仅是一个表示值的类，例如 Integer 或者 Date
  • 我们在利用 equals() 方法来比较值对象的引用时，通常希望知道它们在逻辑上是否相等，而不是想了解它们是否指向同一个对象

4. equals() 方法的通用约定是

  • equals() 方法实现了等价关系（equivalence relation）
    • 自反性（reflexive）：对于任何非 null 的引用值 x，x.equals(x) 必须返回 true
    • 对称性（symmetric）：对于任何非 null 的引用值 x 和 y，当且仅当 y.equals(x) 返回 true 时，x.equals(y) 必须返回 true
    • 传递性（transitive）：对于任何非 null 的引用值 x、y、和 z，如果 x.equals(y) 返回 true，并且 y.equals(z) 也返回 true，那么 x.equals(z) 也必须返回 true
    • 一致性（consistent）：对于任何非 null 的引用值 x 和 y，只要 equals() 的比较操作在对象中所用的信息没有被修改，多次调用 x.equals(y) 就会一致地返回 true，或者一致地返回 false
    • 非空性（Non-nullity）：对于任何非 null 的引用值 x，x.equals(null) 必须返回 false

5. 为什么重写 equals() 方法时总要重写 hashCode() 方法

  • Object 规范 [Java SE6] 的 Object.hashCode() 通用约定第二条是：相等的对象必须具有相等的散列码（hash code）
  • 如果没有遵守上述约定，就会导致该类无法结合所有基于散列的集合一起正常运作
  • 这样的集合包括 HashMap、HashSet 和 Hashtable

6. toString() 方法的内部实现原理

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public String toString() {
	return getClass.getName() + "@" + Integer.toHexString(hasCode()));
}

7. toString() 方法的内部实现为什么要这么写

  • 写类名是可以理解的，表示对象的类型，而写哈希值则是不得已的
  • 因为 Object 类并不知道具体对象的属性，不知道怎么用文本描述，但又需要区分不同对象，只能是写一个哈希值

8. 怎么理解 extends 关键字

  • Java 使用 extends 关键字表示继承关系，一个类最多只能有一个父类，即：单根继承
  • 子类不能直接访问父类的私有属性和方法
  • 除了私有的外，子类继承了父类的其他属性和方法
  • 还可以用于接口扩展

9. 怎么理解 super 这个关键字

  • super 这个关键字用于指代父类，可用于调用父类构造方法、访问父类方法和变量
  • 调用父类构造方法时，super 必须放在第一行
  • super 同样可以引用父类非私有的变量

10. super 和 this 的区别

  • this 引用一个对象，是实实在在存在的，可以作为方法参数，可以作为返回值
  • super 只是一个关键字，不能作为参数和返回值，它只是用于告诉编译器访问父类的相关变量和方法

11. 怎样理解多态、向上转型、动态绑定这几个概念

  • 多态：子类对象可以赋值给父类引用变量
  • 向上转型：转型就是转换类型，向上转型就是转换为父类类型，本质和多态是一样的
  • 动态绑定：多态之后，实际执行调用的是子类实现

12. 为什么要有多态和动态绑定

  • 创建对象的代码和操作对象的代码经常不在一起，操作对象的代码往往只知道对象是某种父类型，也往往只需要知道它是某种父类型就可以了
  • 多态和动态绑定是计算机程序的一种重要思维方式（面向对象的里氏替换原则），使得操作对象的程序不需要关注对象的实际类型，从而可以统一处理不同对象，但又能实现每个对象的特有行为
  • 操作统一行为就调用父类，操作特定行为就调用子类

13. new 过程的执行顺序是怎样的

  • new 过程中，父类先进行初始化，可通过 super 调用父类相应的构造方法
  • 没有使用 super 的情况下，调用父类的默认构造方法
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