【Java】面向对象之多态
生活中,比如动物中跑的动作,小猫、小狗和大象,跑起来是不一样的。再比如飞的动作,昆虫、鸟类和飞机,飞起来也是不一样的。可见,同一类的事物通过不同的实际对象可以体现出来的不同的形态。多态,描述的就是这样的状态。
多态: 是指同一行为,具有多个不同表现形式。
具备多态的前提:
(1)具备继承或者实现【二选一】;
(2)方法的重写【不重写,无意义】;
(3)父类引用指向子类对象【格式体现】。
多态的体现
多态体现的格式:
父类类型 变量名 = new 子类对象;
变量名.方法名();
注意事项:父类类型指子类对象继承的父类类型,或者实现的父接口类型。
定义父类:
public class Fu { public void method() {
System.out.println("父类方法");
} public void methodFu() {
System.out.println("父类特有方法");
} }
定义子类:
public class Zi extends Fu { @Override
public void method() {
System.out.println("子类方法");
}
}
定义测试类:
public class Demo { public static void main(String[] args) {
// 使用多态的写法
// 左侧父类的引用,指向了右侧子类的对象
Fu obj = new Zi(); obj.method();
obj.methodFu();
}
}
1、访问成员变量
定义父类:
public class Fu { int num = 10; public void showNum() {
System.out.println(num);
}
}
定义子类:
public class Zi extends Fu { int num = 20; int age = 16; @Override
public void showNum() {
System.out.println(num);
}
}
(1)直接通过对象名称访问成员变量
定义测试类:
public class Demo{ public static void main(String[] args) { Fu obj = new Zi(); System.out.println(obj.num); // 父:10
} }
(2)间接通过成员方法访问成员变量
public class Demo { public static void main(String[] args) { Fu obj = new Zi();
// 子类没有覆盖重写,就是父:10
// 子类如果覆盖重写,就是子:20
obj.showNum();
} }
public class Demo{ public static void main(String[] args) { Fu obj = new Zi();
obj.showNum(); System.out.println(obj.age);
}
}
你会发现编译的时候报错了,这是为什么呢?
那是因为 “=” 左边时父类,但是父类当中没有 age 成员变量,所以编译报错。因此:
成员变量:编译看左边,运行也看左边。
1、访问成员方法
public class Fu {public void method() {
System.out.println("父类方法");
} public void methodFu() {
System.out.println("父类特有方法");
} }
定义子类:
public class Zi extends Fu { @Override
public void method() {
System.out.println("子类方法");
} public void methodZi() {
System.out.println("子类特有方法");
}
}
public class Demo { public static void main(String[] args) { Fu obj = new Zi(); // 父子都有,优先用子类
obj.method(); // 子类方法 // 子类没有,父类有,向上找到父类
obj.methodFu(); // 父类特有方法
} }
public class Demo { public static void main(String[] args) { Fu obj = new Zi();
obj.method();
obj.methodFu(); obj.methodZi();
} }
你会发现编译时直接就报错了,这是为什么呢?
那是因为 “=” 左边时父类,但是父类当中没有 methodZi 方法,所以编译报错。因此:
成员方法:编译看左边,运行看右边。
多态的好处
先看一组例子,定义父类:
public abstract class Animal {
public abstract void eat();
}
// 子类Cat
public class Cat extends Animal {
@Override
public void eat() {
System.out.println("吃鱼");
}
} // 子类Dog
public class Dog extends Animal {
@Override
public void eat() {
System.out.println("吃骨头");
}
}
如果不使用多态的方式,测试类代码如下:
public class Demo { public static void main(String[] args) { Cat cat = new Cat();
cat.eat(); Dog dog = new Dog();
dog.eat();
} }
如果使用多态的方式,测试类代码如下:
public class Demo { public static void main(String[] args) { Animal cat = new Cat();
cat.eat(); Animal dog = new Dog();
dog.eat();
} }
因此,无论右边 new 的是哪个子类对象,“=” 左边调用方法都不会发生变化。
再看一组例子,子类和父类的与上面一样,请注意测试类代码。
public class Demo {
public static void main(String[] args) { Cat cat = new Cat();
Dog dog = new Dog(); // 调用showCatEat
showCatEat(cat); // 调用showDogEat
showDogEat(dog);
} public static void showCatEat(Cat c) {
c.eat();
} public static void showDogEat(Dog d) {
d.eat();
} }
如果使用多态的形式:
public class Demo {
public static void main(String[] args) {
// 以上两个方法, 均可以被showAnimalEat(Animal a)方法所替代而执行效果一致
showAnimalEat(cat);
showAnimalEat(dog);
} public static void showAnimalEat(Animal a) {
a.eat();
}
}
因此:
(1)由于多态特性的支持,showAnimalEat方法的Animal类型,是Cat和Dog的父类类型,父类类型接收子类对象,当然可以把Cat对象和Dog对象,传递给方法。
(2)当eat方法执行时多态规定,执行的是子类重写的方法,那么效果自然与showCatEat、showDogEat方法一致,所以showAnimalEat完全可以替代以上两方法。
(3)不仅仅是替代,在扩展性方面,无论之后再多的子类出现,我们都不需要编写showXxxEat方法了,直接使用showAnimalEat都可以完成。
所以,多态的好处体现在可以使程序编写的更简单并有良好的扩展。实际开发的过程中,父类类型作为方法形式参数,传递子类对象给方法进行方法的调用,更能体现出多态的扩展性与便利。
多态转型
public abstract class Animal {
public abstract void eat();
}
定义子类:
// 子类Cat
public class Cat extends Animal {
@Override
public void eat() {
System.out.println("猫吃鱼");
} public void catchMouse() {
System.out.println("猫抓老鼠");
}
} // 子类Dog
public class Dog extends Animal {
@Override
public void eat() {
System.out.println("狗吃SHIT");
} public void watchHouse() {
System.out.println("狗看家");
}
}
1、向上转型
向上转型:多态本身是子类类型向父类类型向上转换的过程,这个过程是默认的。
当父类引用指向一个子类对象时,便是向上转型,使用格式如下:
父类类型 变量名 = new 子类类型();
public class Demo { public static void main(String[] args) { // 对象的向上转型就是:父类引用指向之类对象。
Animal animal = new Cat(); // 本来创建的时候是一只猫
animal.eat(); // 猫吃鱼 // animal.catchMouse(); // 错误写法! } }
2、向下转型
向下转型:父类类型向子类类型向下转换的过程,这个过程是强制的。
子类类型 变量名 = (子类类型) 父类变量名;
public class Demo { public static void main(String[] args) { Animal animal = new Cat();
animal.eat(); // 向下转型,进行“还原”动作
Cat cat = (Cat) animal;
cat.catchMouse(); // 猫抓老鼠 // 下面是错误的向下转型,错误写法!编译不会报错,但是运行会出现异常
// 本来new的时候是一只猫,现在非要当做狗
Dog dog = (Dog) animal; // java.lang.ClassCastException,类转换异常
} }
当使用多态方式调用方法时,首先检查父类中是否有该方法,如果没有,则编译错误。也就是说,不能调用子类拥有,而父类没有的方法。编译都错误,更别说运行了。这也是多态给我们带来的一点"小麻烦"。所以,想要调用子类特有的方法,必须做向下转型。
3、转型异常(ClassCastException)
变量名 instanceof 数据类型
如果变量不属于该数据类型,返回false。
public class Demo { public static void main(String[] args) { Animal animal = new Dog(); // 本来是一只狗
animal.eat(); // 狗吃SHIT // 如果希望掉用子类特有方法,需要向下转型
// 判断一下父类引用animal本来是不是Dog
if (animal instanceof Dog) {
Dog dog = (Dog) animal;
dog.watchHouse();
}
// 判断一下animal本来是不是Cat
if (animal instanceof Cat) {
Cat cat = (Cat) animal;
cat.catchMouse();
} // 实际开发的时候更多的是单独抽离出来使用
pet(new Dog());
} public static void pet(Animal animal) {
if (animal instanceof Dog) {
Dog dog = (Dog) animal;
dog.watchHouse();
}
if (animal instanceof Cat) {
Cat cat = (Cat) animal;
cat.catchMouse();
}
} }
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