Java入门系列-17-多态

这篇文章贯穿游戏中的一些功能带你掌握多态的使用

为什么要使用多态

在一款对战类游戏中(如有雷同纯属巧合)，有两个不同的法师英雄：小乔、妲己。
两个法师英雄的都有攻击的方法，小乔的攻击伤害为10，消耗魔法20。妲己的攻击伤害为15，消耗魔法30。玩家可以操作两个英雄进行攻击，下面看看实现的代码。

父类-英雄：whyusepolymorphic.Hero.java

package whyusepolymorphic;

public class Hero {
    private int magicPoint;//魔法值
    private int hurt;//伤害
    private String name;//姓名
    
    public Hero(int magicPoint, int hurt, String name) {
        super();
        this.magicPoint = magicPoint;
        this.hurt = hurt;
        this.name = name;
    }

    public int getMagicPoint() {
        return magicPoint;
    }

    public void setMagicPoint(int magicPoint) {
        this.magicPoint = magicPoint;
    }
    
    //省略属性的 getter 和 setter 方法
}

子类-小乔：whyusepolymorphic.LittleJoe.java

package whyusepolymorphic;

public class LittleJoe extends Hero {

    public LittleJoe(int magicPoint, int hurt, String name) {
        super(magicPoint, hurt, name);
    }

    //攻击的方法
    public void attack() {
        System.out.println(this.getName()+" 发动攻击，伤害为："+this.getHurt()
        +"。消耗 20的魔法值");
        this.setMagicPoint(getMagicPoint()-20);//魔法值-20
    }

}

子类-妲己：whyusepolymorphic.Daji.java

package whyusepolymorphic;

public class Daji extends Hero{

    public Daji(int magicPoint, int hurt, String name) {
        super(magicPoint, hurt, name);
    }
    
    public void attack() {
        System.out.println(this.getName()+" 发动攻击，伤害为："+this.getHurt()
        +"。消耗 30的魔法值");
        this.setMagicPoint(getMagicPoint()-30);//魔法值-30
    }
}

玩家：whyusepolymorphic.Player.java

package whyusepolymorphic;

public class Player {
    public void play(LittleJoe littleJoe) {
        littleJoe.attack();
    }
    public void play(Daji daji) {
        daji.attack();
    }
}

上面代码完整的实现了要求中的功能，那我们知道英雄不可能就这几个，后期如果添加新的魔法英雄，伤害不一样，怎么办？

我们可以添加新的类，实现攻击的方法，修改玩家类添加操作英雄的方法。这个方式可以完成 Hero 扩展的需求，但是后面有更多的 Hero 添加进来，我们维护起来就不是那么方便了。

研究上面的代码我们发现，Player 类中的 play 方法的参数都是 Hero 类的子类，能否使用一个 play(Hero hero) 方法操作所有的英雄？使用多态就能够实现这种优化设计。

什么是多态

简明扼要，多态就是多种形态。在自然界中碳的多态就有石墨、钻石等，剪这个动作就有剪纸、剪头发等。同一个操作，由于条件的不同，产生的结果也不同。

那么在程序中的多态，就是指同一个引用类型，使用不同的实例而执行不同的操作(父类引用指定子类对象 Hero h=new Daji();)。

如何实现多态

实现多态的步骤：

1.编写具有继承关系的父类和子类

2.子类重写父类方法

3.使用父类的引用指向子类的对象

父类作为方法形参实现多态

使用多态优化上面代码

修改 Hero.java 添加攻击的方法

package whyusepolymorphic;

public class Hero {
    //省略属性和构造方法
    
    //攻击的方法
    public void attack() {
        System.out.println(this.getName()+" 发动攻击，伤害为："+this.getHurt()
        +"。消耗 20的魔法值");
        this.setMagicPoint(getMagicPoint()-20);//魔法值-20
    }
    //省略 getter 和 setter 方法
}

两个子类不用修改

修改玩家类 Player.java 将 play方法的参数设为父类

package whyusepolymorphic;

public class Player {
    public void play(Hero hero) {
        hero.attack();
    }
}

修改测试类

package whyusepolymorphic;

public class TestPlay {
    public static void main(String[] args) {
        Player p=new Player();
        Hero daji=new Daji(100,15,"妲己");
        p.play(daji);
        System.out.println(daji.getName()+" 剩余魔法："+daji.getMagicPoint());
        Hero littleJoe=new LittleJoe(100,10,"小乔");
        p.play(littleJoe);
        System.out.println(littleJoe.getName()+" 剩余魔法："+littleJoe.getMagicPoint());
    }
}

父类作为返回值实现多态

玩家购买英雄使用多态实现，购买的方法有返回值，返回购买后的英雄，父类作为返回值实现这个功能。

修改玩家类 Player.java 添加获取英雄的方法

package whyusepolymorphic;

public class Player {
    public void play(Hero hero) {
        hero.attack();
    }
    
    public Hero getHero(int id) {
        if(1==id) {
            return new Daji(100,15,"妲己");
        }else if(2==id){
            return new LittleJoe(100,10,"小乔");
        }else {
            System.out.println("没有这个英雄");
            return null;
        }
    }
}

测试类

package whyusepolymorphic;

import java.util.Scanner;

public class TestPlay {
    public static void main(String[] args) {
        Player p=new Player();
        System.out.println("欢迎来到英雄商店，请选择要购买的英雄：1.妲己2.小乔");
        Scanner input=new Scanner(System.in);
        int id=input.nextInt();
        Hero h=p.getHero(id);
        if(null!=h) {
            h.attack();
        }
    }
}

父类到子类的转换

如果子类中有一些子类特有的方法，父类引用不能调用子类的特有的方法。

向 Daji.java 中添加一个方法 queenWorship

package whyusepolymorphic;

public class Daji extends Hero{
    //省略构造方法及之前其他方法
    public void queenWorship() {
        System.out.println("释放大招：女王崇拜");
    }
}

向 LittleJoe.java 中添加一个方法 dazzlingStar

package whyusepolymorphic;

public class LittleJoe extends Hero {
    //省略构造方法及之前其他方法
    public void dazzlingStar() {
        System.out.println("释放大招：星华缭乱");
    }
}

在 Player.java 中添加 bigMove 方法

package whyusepolymorphic;

public class Player {
    //省略构造方法及之前其他方法
    public void bigMove(Hero hero) {
        hero.dazzlingStar();
    }
}

发现代码 hero.dazzlingStar(); 报错

那么这个时候就需要将父类转换为子类(强制类型转换)

Hero joe=new LittleJoe(100,10,"小乔");
Daji daji=(Daji) joe;

但是直接这样写也会报错，用 instanceof 运算符可以保证不会转换错误

语法：
对象 instanceof 类或接口

instanceof通常和强制类型转换结合使用

修改 Player.java 中的 bigMove 方法

public void bigMove(Hero hero) {
        if (hero instanceof Daji) {
            ((Daji)hero).queenWorship();
        }else if(hero instanceof LittleJoe) {
            ((LittleJoe)hero).dazzlingStar();
        }
    }

在 main 方法中编写测试代码

Player p=new Player();
p.bigMove(new LittleJoe(100,10,"小乔"));
p.bigMove(new Daji(100,15,"妲己"));

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