JAVA-基础-多态

多态

多态是继封装、继承之后，面向对象的第三大特性。

Java作为面向对象的语言，同样可以描述一个事物的多种形态。如Student类继承了Person类，一个Student的对象便既是Student，又是Person。

Java中多态的代码体现在一个子类对象(实现类对象)既可以给这个子类(实现类对象)引用变量赋值，又可以给这个子类(实现类对象)的父类(接口)变量赋值。

如Student类可以为Person类的子类。那么一个Student对象既可以赋值给一个Student类型的引用，也可以赋值给一个Person类型的引用。

最终多态的体现为父类引用变量可以指向子类对象

多态的前提必须有子父类继承关系或类实现接口关系否则无法完成多态.

在使用多态后的父类引用变量调用方法时会调用子类重写后的方法.

多态的使用格式:

就是父类的引用变量指向子类

父类类型变量名=new 子类

变量名.方法名();

普通类多态定义的格式:

父类变量名 = new 子类();

如： class Fu {}

class Zi extends Fu {}

//类的多态使用

Fu f = new Zi();

抽象类多态定义的格式

抽象类变量名 = new 抽象类子类();

    abstract class Fu {
         public abstract void method();
         }
class Zi extends Fu {
public void method(){
              System.out.println(“重写父类抽象方法”);
}
}
//类的多态使用
Fu fu= new Zi();

接口多态定义的格式

接口变量名 = new 接口实现类();

interface Fu {
             public abstract void method();
}
class Zi implements Fu {
             public void method(){
              System.out.println(“重写接口抽象方法”);
}
}
//接口的多态使用
Fu fu = new Zi();

注意事项:

同一个父类的方法会被不同的子类重写。在调用方法时，调用的为各个子类重写后的方法。

Person p1 = new Student();
   Person p2 = new Teacher();
   p1.work(); //p1会调用Student类中重写的work方法
   p2.work(); //p2会调用Teacher类中重写的work方法

当变量名指向不同的子类对象时，由于每个子类重写父类方法的内容不同，所以会调用不同的方法。

class Fu {
    int num = 4;
}
class Zi extends Fu {
    int num = 5;
}
class Demo {
    public static void main(String[] args)     {
        Fu f = new Zi();
        System.out.println(f.num);
        Zi z = new Zi();
        System.out.println(z.num);
    }
}

多态成员变量:

当子父类中出现同名的成员变量时，多态调用该变量时：

编译时期：参考的是引用型变量所属的类中是否有被调用的成员变量。没有，编译失败。

运行时期：也是调用引用型变量所属的类中的成员变量。

简单记：编译和运行都参考等号的左边。编译运行看左边。

class Fu {
    int num = 4;
    void show()    {
        System.out.println("Fu show num");
    }
}
class Zi extends Fu {
    int num = 5;
    void show()    {
        System.out.println("Zi show num");
    }
}
class Demo {
    public static void main(String[] args)     {
        Fu f = new Zi();
        f.show();
    }
}

多态成员方法:

编译时期：参考引用变量所属的类，如果类中没有调用的方法，编译失败。

运行时期：参考引用变量所指的对象所属的类，并运行对象所属类中的成员方法。

简而言之：编译看左边，运行看右边。

instanceof 关键字:

instanceof 用来判断某个对象是否属于某种数据类型

格式:

boolean b = 对象 instanceof 数据类型;

Person p1 = new Student(); // 前提条件，学生类已经继承了人类
boolean flag = p1 instanceof Student; //flag结果为true
boolean flag2 = p2 instanceof Teacher; //flag结果为false

多态-转型

多态的转型分为向上转型和向下转型

向上转型:当子类对象赋值给一个父类引用时,就是向上转型,多态的本身就是向上转型的过程

格式:

父类类型变量名 = new 子类类型();

如：Person p = new Student();

向下转型:一个已经向上转型的子类对象可以使用强制类型转换的格式将父类引用转换为子类引用,如果是直接创建父类对象是无法向下转型的.

格式:

子类类型变量名 = (子类类型) 父类类型的变量;

如:Student stu = (Student) p; //变量p 实际上指向Student对象

多态的好处和弊端:

当父类的引用指向子类对象时，就发生了向上转型，即把子类类型对象转成了父类类型。向上转型的好处是隐藏了子类类型，提高了代码的扩展性。

但向上转型也有弊端，只能使用父类共性的内容，而无法使用子类特有功能，功能有限制。看如下代码

//描述动物类，并抽取共性eat方法
abstract class Animal {
    abstract void eat();
}
 
// 描述狗类，继承动物类，重写eat方法，增加lookHome方法
class Dog extends Animal {
    void eat() {
        System.out.println("啃骨头");
    }

    void lookHome() {
        System.out.println("看家");
    }
}

// 描述猫类，继承动物类，重写eat方法，增加catchMouse方法
class Cat extends Animal {
    void eat() {
        System.out.println("吃鱼");
    }

    void catchMouse() {
        System.out.println("抓老鼠");
    }
}

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        Animal a = new Dog(); //多态形式，创建一个狗对象
        a.eat(); // 调用对象中的方法，会执行狗类中的eat方法
        // a.lookHome();//使用Dog类特有的方法，需要向下转型，不能直接使用
        
        // 为了使用狗类的lookHome方法，需要向下转型
// 向下转型过程中，可能会发生类型转换的错误，即ClassCastException异常
        // 那么，在转之前需要做健壮性判断 
        if( !a instanceof Dog){ // 判断当前对象是否是Dog类型
                 System.out.println("类型不匹配，不能转换"); 
                 return; 
        } 
        Dog d = (Dog) a; //向下转型
        d.lookHome();//调用狗类的lookHome方法
    }
}

l 什么时候使用向上转型：

当不需要面对子类类型时，通过提高扩展性，或者使用父类的功能就能完成相应的操作，这时就可以使用向上转型。

如：Animal a = new Dog();

a.eat();

l 什么时候使用向下转型:

当要使用子类特有功能时，就需要使用向下转型。

如：Dog d = (Dog) a; //向下转型

d.lookHome();//调用狗类的lookHome方法

向下转型的好处：可以使用子类特有功能。

弊端是：需要面对具体的子类对象；在向下转型时容易发生ClassCastException类型转换异常。在转换之前必须做类型判断。

if( !a instanceof Dog){…}

多态举例:

描述毕老师和毕姥爷，
毕老师拥有讲课和看电影功能
毕姥爷拥有讲课和钓鱼功能
*/
class 毕姥爷 {
    void 讲课() {
        System.out.println("政治");
    }

    void 钓鱼() {
        System.out.println("钓鱼");
    }
}

// 毕老师继承了毕姥爷，就有拥有了毕姥爷的讲课和钓鱼的功能，
// 但毕老师和毕姥爷的讲课内容不一样，因此毕老师要覆盖毕姥爷的讲课功能
class 毕老师 extends 毕姥爷 {
    void 讲课() {
        System.out.println("Java");
    }

    void 看电影() {
        System.out.println("看电影");
    }
}

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        // 多态形式
        毕姥爷 a = new 毕老师(); // 向上转型
        a.讲课(); // 这里表象是毕姥爷，其实真正讲课的仍然是毕老师，因此调用的也是毕老师的讲课功能
        a.钓鱼(); // 这里表象是毕姥爷，但对象其实是毕老师，而毕老师继承了毕姥爷，即毕老师也具有钓鱼功能

        // 当要调用毕老师特有的看电影功能时，就必须进行类型转换
        毕老师 b = (毕老师) a; // 向下转型
        b.看电影();
    }
}

面向对象的三大特性

l 封装：把对象的属性与方法的实现细节隐藏，仅对外提供一些公共的访问方式

l 继承：子类会自动拥有父类所有可继承的属性和方法。

l 多态：配合继承与方法重写提高了代码的复用性与扩展性；如果没有方法重写，则多态同样没有意义。

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