Java基础(15)之多态

1. 多态

多态

1.1 多态概述

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代码示例:

动物类:
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猫类:
多态的前提有继承/实现关系,所以猫类要继承动物类。
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多态的前提要有方法重写,所以要重写父类的eat()方法。
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实现类:
要有父类引用指向子类对象
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这样就满足了多态的前提,这样的现象就称之为多态。

1.2 多态中成员和成员变量访问特点

  • 访问成员变量的特点:
    直接通过对象名称访问成员变量:看等号左边是谁,优先用谁,没有则向上找。
    间接通过成员方法访问成员变量:看该方法属于谁,优先用谁,没有则向上找。
  • 访问成员方法的特点:
    看new的是谁,就优先用谁,没有则向上找。

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代码示例:

动物类:
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猫类:
继承了动物类,并重写的父类的eat()方法
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测试类:
a.age调用可以使用,但是a.weight调用不可以使用,
因为,虽热内存中指向的是子类new Cat(),但是外界看到的是Animal a,通过多态的方式在访问成员变量的时候它的编译要看左边(父类),要看左边(父类)中有没有,有就可以调用,没有就不可以调用。
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接下来运行测试类:
通过多态的形式,去访问成员变量,其实是访问左边(父类)中的,所以,通过多态的形式,访问成员变量,它的编译看右边,运行也看右边
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接下来调用成员方法:
调用a.eat()方法成功,a.playGame()失败,
可见调用成员方法和变量是一样的,编译也要看左边(父类),右边有可以通过,没有就不可以。
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运行测试类:
运行的是重写后的方法,由此可见
通过多态的方式,调用成员变方法看的是右边(子类),运行看右边
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1.3 多态的好处和弊端

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代码示例:

类目录:
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动物类:
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猫类:
猫类继承了动物类并重写了它的eat()方法。
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动物操作类:
它的成员方法的形成类型是Cat。
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测试类:
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运行测试类并调用操作类的方法:在这里插入图片描述
运行:
ao.useAnimal©,解析:
调用ao(操作类)中的useAnimal成员方法,
useAnimal方法的形参类型是Cat(猫类),
所以将main方法中的Cat c(指向的就是new Cat())(猫类)放入形参中,此时的形参相当于:Cat c = new Cat();
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c.eat()方法调用猫类的eat方法,
输出“猫吃鱼”。
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再加一个狗类型:
和上面的一样,先创建一个狗类,再在操作类中添加一个新的useAnimal方法这次的形参类型是狗类,调用的是狗类的eat方法。
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运行:
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这样的方法明显比较麻烦,如果要创建多个动物就要重复上面的每一个步骤,
所以我们运用多态。
修改操作类:
将useAnimal方法中的形参变为Animal(动物类),
因为不管猫还是狗,它们都继承Animal(动物类),
所以我们完全可以将Animal(动物类)作为形参。
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接着运行测试类:
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运行结果:
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运行结果和以前一样,解析:
以Cat(猫)为例,
ao.useAnimal©,
调用ao(AnimalOperator)的useAnimal方法,
useAnimal方法的形参类型是Animal(动物类),Cat(猫)类的父类也是Animal(动物类),
所以完全可以将Cat c(指向new Cat())赋值给Animal(动物类),这样就变成了,Animal a = new Cat();
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这样就形成了多态,多态调用成员方法时,编译看左边,运行看右边,
所以我们就是输出“猫吃鱼”
这样利用多态就可以省去多个步骤,创建一个useAnimal方法即可。
但是这样不可以调用子类的特有方法,因为编译看左边(父类)。

1.4 多态中的转型

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代码示例:

动物类:
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猫类:
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测试类:
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向上转型:
父类引用指向子类对象,子类对象赋值给父类引用
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运行:
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但是通过向上转型的方法,访问不了子类特有的方法。
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所以要用到向下转型
父类引用a转为子类对象Cat,赋值给Cat
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运行:
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1.5 多态转型内存图解

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从main方法开始执行,加载到栈内存
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Animal a加载到栈内存
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在堆内存中new一片空间(001),Cat继承了Animal,所以将地址001赋值给Animal a。
这也叫向上转型
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多态中执行方法,编译看左边,执行看右边,将Cat类加载到栈内存中,调用eat方法,输出“猫吃鱼”。
调用完毕后从栈内存消失
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执行Cat c = (Cat) a;,将Cat c加载到栈内存中
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a指向的是堆内存中的001,而001就是Cat,所以001完全可以赋值给Cat
这就是向下转型
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c指向地址001(Cat),所以可以调用Cat中的方法。
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执行a = new Dog();,先在堆内存中new一片空间002,Dog也继承了Animal,所以也可以赋值给a,这时a的地址值变了002。
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执行a.eat():,调用方法执行看右边,进入Dog类执行eat()方法,输出“狗吃骨头”。
方法执行结束从栈内存消失。
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Cat cc = (Cat) a;,将Cat cc加载到栈内存,(Cat) a,a的地址值是002,002对应的是Dog方法。
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虽然猫和狗都继承自Animal但是两者是没有任何关系的,所以他们相互之间是不能进行转换的。
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所以这个地方是错误的,如果强制执行就会报错,类型转换异常。
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1.6 使用多态的好处

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