继承实现的基本原理 （不是很懂的一章）

本节主要从概念上来介绍原理。

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首先创建一个基类Base，Base中包含实例变量instanceCode、静态变量staticCode、一段静态初始化代码块、一段实例初始化代码块、一个构造方法、step方法和action方法。

public class Base {
    public static int staticCode;
    private int instanceCode;

    static {
        System.out.println("基类静态代码块，staticCode: "+staticCode);
        staticCode = 1;
    }

    {
        System.out.println("基类实例代码块，actualCode: "+instanceCode);
        instanceCode = 1;
    }

    public Base() {
        System.out.println("基类构造方法，actualCode: "+instanceCode);
        instanceCode = 2;
    }

    protected void step() {
        System.out.println("base staticCode: "+staticCode+", actualCode: "+instanceCode);
    }

    public void action() {
        System.out.println("start");
        step();
        System.out.println("end");
    }
}

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接下来设计出继承Base的子类Child，Child同样包含实例变量actualCode、静态变量staticCode、一段静态初始化代码块、一段实例初始化代码块、一个构造方法，并且重写了step方法。

Child类代码如下：

public class Child extends Base{
    public static int staticCode;
    private int instanceCode;

    static {
        System.out.println("子类静态代码块，staticCode: "+staticCode);
        staticCode = 10;
    }

    {
        System.out.println("子类实例代码块，instanceCode: "+instanceCode);
    }

    public Child() {
        System.out.println("子类构造方法，instanceCode: "+instanceCode);
        instanceCode = 20;
    }

    @Override
    protected void step() {
        System.out.println("child staticCode: "+staticCode+", instanceCode: "+instanceCode);
    }
}

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使用这两个类的代码如下：

public static void main(String[] args) {
   System.out.println("---- new Child()");
   Child child = new Child();

   System.out.println("\n---- child.action()");
   child.action();

   Base base = child;
   System.out.println("\n---- base.action()");
   base.action();

   System.out.println("\n---- base.staticCode: "+base.staticCode);
   System.out.println("\n---- child.staticCode: "+child.staticCode);
}

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child.action()的具体执行过程如下：

1.查看child的对象类型，找到Child类型。在Child类型中寻找action方法，发现没有，于是到Base类中寻找。

2.在Base类中找到了action方法，开始执行该方法。

3.action先输出start，再从Child类型寻找step方法。

4.在Child类型中找到了step方法，执行它，然后返回action方法

5.继续执行action方法， 输出end

寻找要执行的实例方法的时候，是从对象的实际类型信息开始查找的，找不到的时候，再查找父类类型信息。

base.action和child.action都是动态绑定，动态绑定实现的机制，就是根据对象的实际类型查找要执行的方法，子类型中找不到的时候再查找父类。由于base和child指向的动态类型都是Child，所以执行结果一样。

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屏幕输入结果为：

---- new Child()
基类静态代码块，staticCode: 0
子类静态代码块，staticCode: 0
基类实例代码块，actualCode: 0
基类构造方法，actualCode: 1
子类实例代码块，instanceCode: 0
子类构造方法，instanceCode: 0

---- child.action()
start
child staticCode: 10, instanceCode: 20
end

---- base.action()
start
child staticCode: 10, instanceCode: 20
end

---- base.staticCode: 1

---- child.staticCode: 10

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类的加载

在java中，类是动态加载的。

第一次使用这个类的时候才会加载，加载一个类时，会查看其父类是否已加载。如果没有，则加载其父类。

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一个类的信息，主要包括以下部分：

• static变量

• 类初始化代码

• static方法

• 实例变量

• 实例初始化代码

• 实例方法

• 父类信息引用

类初始化代码包括：

• 定义static变量时的赋值语句

• static初始化代码块

实例初始化代码包括：

• 定义实例变量时的赋值语句
• 实例初始化代码块
• 构造方法

类加载过程包括：

• 分配内存，保存类的信息

• 给static变量赋默认值

• 加载父类

• 设置父子关系

• 执行类初始化代码

类初始化代码，是先执行父类，再执行子类。

父类执行时，子类static变量是有值的，为默认值。

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类的信息放在内存区，在java中称为方法区。

如上图，class_init()表示类初始化代码，instance_init()表示实例初始化代码。实例初始化代码包括了实例初始化代码块和构造方法。

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对于上方的Base类和Child类，它们的内存布局就像图中的方法区。

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