Java基础00-多态19

1. 多态

多态

1.1 多态概述

代码示例：

动物类：

public class Animal {
    public void eat(){
        System.out.println("动物吃东西");
    }
}

猫类:

多态的前提有继承/实现关系，所以猫类要继承动物类。

public class Cats extends Animal {

}

多态的前提要有方法重写，所以要重写父类的eat()方法。

public class Cats extends Animal {

    @Override
    public void eat(){
        System.out.println("猫吃鱼");
    }
}

实现类：

要有父类引用指向子类对象

public class AnimalDemo {
    public static void main(String[] args) {
        //有父类引用指向子类对象
        Animal a = new Cats();  
    }
}

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。

代码示例：

动物类：

public class Animal {
    int age = 40;
    public void eat(){
        System.out.println("动物吃东西");
    }
}

猫类：
继承了动物类，并重写的父类的eat()方法

public class Cats extends Animal {

    public int age = 20;
    public int weight = 10;
    
    @Override
    public void eat(){
        System.out.println("猫吃鱼");
    }

    public void playGame(){
        System.out.println("猫捉迷藏");
    }
}

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。

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。

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。

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

1.3 多态的好处和弊端

代码示例：

类目录：

动物类：

猫类：

猫类继承了动物类并重写了它的eat()方法。

动物操作类：

它的成员方法的形成类型是Cat。

测试类：

运行测试类并调用操作类的方法：

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();

c.eat()方法调用猫类的eat方法，
输出“猫吃鱼”。

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。

运行：

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。

接着运行测试类：

运行结果：

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();

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

代码示例：

动物类：

猫类：

测试类：

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

运行：

但是通过向上转型的方法，访问不了子类特有的方法。

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

运行:

1.5 多态转型内存图解

从main方法开始执行，加载到栈内存

Animal a加载到栈内存

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

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

执行Cat c = (Cat) a;，将Cat c加载到栈内存中

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

c指向地址001（Cat），所以可以调用Cat中的方法。

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。

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。

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。

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。

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。

1.6 使用多态的好处

 1.7 案例

public class Animal {
    private String name;
    private int age;

    public void setName(String name){
        this.name=name;
    }

    public String getName(){
        return name;
    }

    public void setAge(int age){
        this.age = age;
    }

    public int getAge(){
        return age;
    }

    public Animal(){
        System.out.println("无参构造方法");
    }

    public Animal(String name, int age){
        System.out.println("有参构造方法");
    }

    public abstract void eat();
}

public class Cat extends Animal {
    public Cat(){
        super();
        System.out.println("猫子类无参构造方法");
    }

    public Cat(String name, int age){
        super(name, age);
        System.out.println("猫子类有参构造方法");
    }

    public void eat(){
        System.out.println("猫吃鱼");
    }
}

public class Dog extends Animal {
    public Dog(){
        System.out.println("狗子类无参构造方法");
    }

    public Dog(String name, int age){
        System.out.println("狗子类有参构造方法");
    }

    public void eat(){
        System.out.println("狗吃骨头");
    }
}

public class AnimalDemo {
    public static void main(String[] args) {
        Animal a = new Cat();
        a.eat();//猫吃鱼

        Animal b = new Dog();
        b.eat();//狗吃骨头
    }
}