程式語言教學誌 FB, YouTube: PYDOING: Java 快速導覽

Java 的物件導向程式設計 (object-oriented programming) 中，除了程式都以物件 (object) ，也就是以關鍵字 class 定義的類別 (class) 所組成外，每一個物件都具具有型態 (type) ，這就好像日常生活中哪一種、哪一類東西一般，例如這種長方形裡頭有許多頁文字，然後上下有封面裝訂在一起的的叫做「書本」，那種四開大小疊在一起的有文字紙張叫做「報紙」。

如果要在程式當中設計「書本」跟「報紙」的類別，兩者具有共通的特性，不外是紙張、文字、圖片等，此時物件導向提供一個避免重複程式碼的方法，也就是利用子類別 (subclass) 去繼承 (inherit) 父類別 (superclass) ，這樣一來，共通的程式碼都可以放在父類別之中，無須每一個類別都重複相同的程式碼。

「繼承」是物件導向程式設計中一個重要也是核心的觀念，動詞原文為 inherit 。雖然 inherit 在英文的意思泛指從什麼得到什麼，用作中文「繼承」說得通，也能用作「遺傳」。然而中文的「繼承」隱含某物不再，另物將起的意思，譬如「我繼承某某的精神」，雖然某某不見得已死，未來將要付出努力的卻是我而非某某。因而這裡的意思中文用「遺傳」比較恰當，子代會從親代遺傳某些生物特性，子代與親代也會並存一段時間，這就沒有某物不再的意含了。然而這裡我們仍沿用程式設計常用的「繼承」一詞，但仍提出意見以免讀者混淆。

我們以下用個簡單的範例說明繼承的使用

class Animal {
    int age;
    int weight;
    
    void speak() {
        System.out.println("哈囉，我已經" + age + "歲，有" + weight + "公斤重");
    }
}

class Elephant extends Animal {
    String name;
    
    void speak() {
        System.out.println("我的名字是" + name + "已經" + age + "歲");
    }

}

class JungleDemo1 {
    public static void main(String[] args) {
        Animal puppy1 = new Animal();
        puppy1.age = 12;
        puppy1.weight = 25;
        puppy1.speak();
        
        Elephant puppy2 = new Elephant();
        puppy2.age = 8;
        puppy2.weight = 1200;
        puppy2.name = "大象";
        puppy2.speak();
    }
}

/* 《程式語言教學誌》的範例程式
    http://pydoing.blogspot.com/
    檔名：JungleDemo1.java
    功能：示範物件導向的基本觀念 
    作者：張凱慶
    時間：西元 2010 年 10 月 */

編譯後執行，結果如下

首先， Animal 為我們設計的父類別，因此每一個以 Animal 建構的物件，或是繼承自 Animal 的物件都會有整數 int 型態的 age 及 weight 屬性 (field) ，以及 speak() 方法 (method) 。

Elephant 為我們設計的子類別，注意第 10 行

class Elephant extends Animal {

關鍵字 extends 標示 Elephant 繼承自 Animal ，注意， Java 的子類別只能繼承自單一父類別，但可以實作多個不同介面 (interface) ，這所謂的介面像是共通的規格，我們往後才會詳加介紹。

我們添加了 name 屬性，這是 Elephant 所專有的，父類別 Animal 並不具有 name ，子類別 Elephant 的屬性包含 Animal 的 age 及 weight 。 extends 過父類別的東西，子類別就不必贅述一次，也就是無須寫重複的 age 及 weight 。

留意父類別 Animal 有個 speak() 方法，子類別也有個 speak() 方法，繼承的規則是父類別有的，子類別也都會有，但是子類別可以增加專屬的屬性或方法，這裡卻出現相同名稱的方法，這裡是子類別改寫 (override) 父類別原先設計的方法。若是沒有改寫，子類別會一字不改的延續使用父類別的方法，改寫的原因通常是子類別具有其他特性，如此例中 Elephant 多了 name 屬性。

第 21 行到第 30 行

Animal puppy1 = new Animal();
puppy1.age = 12;
puppy1.weight = 25;
puppy1.speak();
        
Elephant puppy2 = new Elephant();
puppy2.age = 8;
puppy2.weight = 1200;
puppy2.name = "大象";
puppy2.speak();

第 21 行宣告同時建立 Animal 型態的 puppy1 ，其後第 22 行及第 23 行利用句點運算子 (dot operator) 設定屬性 age 及 weight 的值，最後在第 24 行呼叫 speak() 方法。

第 26 行則是宣告同時建立 Elephant 型態的 puppy2 ，其後的過程類似。注意，這裡是簡單說明 Java 程式可以這樣寫，但沒有用到封裝 (encapsulation) 的特性，會使資料在程式中任意被存取，我們稍後會繼續解釋如何進行封裝，達到良好的資訊隱藏 (information hiding) 。

由於設計類別就等於設計型態， Java 程式由一堆以類別為藍本的物件組成，因此具有非常多不同的型態，如果有效利用各種型態，就是物件導向另一個重要觀念，也就是多型 (polymorphism) 。關於多型，我們稍後會詳細說明。

中英文術語對照
物件導向程式設計	object-oriented programming
物件	object
類別	class
型態	type
子類別	subclass
繼承	inherit
父類別	superclass
屬性	field
方法	method
介面	interface
改寫	override
句點運算子	dot operator
封裝	encapsulation
資訊隱藏	information hiding
多型	polymorphism