JAVA 多态

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JAVA 多态
Java 多态

一：定义

多态是同一个行为具有多个不同表现形式或形态的能力。

多态就是同一个接口，使用不同的实例而执行不同操作。

多态体现为父类引用变量可以指向子类对象。

注意：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。

前提条件：

必须有子父类关系

现实意义：
- 现实事物经常会体现出多种形态，如学生，学生是人的一种，则一个具体的同学张三既是学生也是人，即出现两种形态。
- 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。
二、实现

在Java中多态有三种实现方式：

1.重写

2.接口

3.抽象类以及抽象方法

本文将分别通过这三种方式来帮助理解Java的多态

三、通过重写方式实现多态

1.多态中成员的特点
1. 多态成员变量：编译运行看左边
Fu f=new Zi();

System.out.println(f.num);//f是Fu中的值，只能取到父中的值

2.多态成员方法：编译看左边，运行看右边

Fu f1=new Zi();

System.out.println(f1.show());//f1的门面类型是Fu,但实际类型是Zi,所以调用的是重写后的方法。

2.instanceof关键字

作用：用来判断某个对象是否属于某种数据类型。
- 注意：返回类型为布尔类型
3.实例：

父类：
```
public class Employee {
   private String name;
   private String address;
   private int number;
   public Employee(String name, String address, int number) {
      System.out.println("Employee 构造函数");
      this.name = name;
      this.address = address;
      this.number = number;
   }
   public void mailCheck() {
      System.out.println("邮寄支票给： " + this.name
       + " " + this.address);
   }
   public String toString() {
      return name + " " + address + " " + number;
   }
   public String getName() {
      return name;
   }
   public String getAddress() {
      return address;
   }
   public void setAddress(String newAddress) {
      address = newAddress;
   }
   public int getNumber() {
     return number;
   }
}
```
子类：
```
public class Salary extends Employee
{
   private double salary; // 全年工资
   public Salary(String name, String address, int number, double salary) {
       super(name, address, number);
       setSalary(salary);
   }
   public void mailCheck() {
       System.out.println("Salary 类的 mailCheck 方法 ");
       System.out.println("邮寄支票给：" + getName()
       + " ，工资为：" + salary);
   }
   public double getSalary() {
       return salary;
   }
   public void setSalary(double newSalary) {
       if(newSalary >= 0.0) {
          salary = newSalary;
       }
   }
   public double computePay() {
      System.out.println("计算工资，付给：" + getName());
      return salary/52;
   }
}
```
实例：
```
public class VirtualDemo {
   public static void main(String [] args) {
      Salary s = new Salary("员工 A", "北京", 3, 3600.00);
      Employee e = new Salary("员工 B", "上海", 2, 2400.00);//多态体现
      System.out.println("使用 Salary 的引用调用 mailCheck -- ");
      s.mailCheck();
      System.out.println("
使用 Employee 的引用调用 mailCheck--");
      e.mailCheck();
    }
}
```
实例运行结果：
```
Employee 构造函数
Employee 构造函数
使用 Salary 的引用调用 mailCheck -- 
Salary 类的 mailCheck 方法 
邮寄支票给：员工 A ，工资为：3600.0

使用 Employee 的引用调用 mailCheck--
Salary 类的 mailCheck 方法 
邮寄支票给：员工 B ，工资为：2400.0
```
四、通过抽象类实现多态

1.抽象类

抽象类就是在类名前面加 abstract 关键字，基本语法与普通类相同，但不能产生实例，即不能实例化一个抽象类对象。

2.抽象方法

使用 abstract关键字来声明抽象方法：

Abstract 关键字同样可以用来声明抽象方法，抽象方法只包含一个方法名，而没有方法体。

抽象方法没有定义，方法名后面直接跟一个分号，而不是花括号。

注意声明抽象方法会产生以下两个结果：
- 如果一个类包含抽象方法，那么该类必须是抽象类。
- 任何子类必须重写父类的抽象方法，或者声明自身为抽象类。
总结：
- 抽象类不能被实例化(初学者很容易犯的错)，如果被实例化，就会报错，编译无法通过。只有抽象类的非抽象子类可以创建对象。
- 抽象类中不一定包含抽象方法，但是有抽象方法的类必定是抽象类。
- 抽象类中的抽象方法只是声明，不包含方法体，就是不给出方法的具体实现也就是方法的具体功能。
- 构造方法，类方法（用 static 修饰的方法）不能声明为抽象方法。
- 抽象类的子类必须给出抽象类中的抽象方法的具体实现，除非该子类也是抽象类。
3. 实例：

抽象类：
```
public abstract class Employee
{
   private String name;
   private String address;
   private int number;
   public Employee(String name, String address, int number)
   {
      System.out.println("Constructing an Employee");
      this.name = name;
      this.address = address;
      this.number = number;
   }
   public double computePay()
   {
     System.out.println("Inside Employee computePay");
     return 0.0;
   }
   public void mailCheck()
   {
      System.out.println("Mailing a check to " + this.name
       + " " + this.address);
   }
   public String toString()
   {
      return name + " " + address + " " + number;
   }
   public String getName()
   {
      return name;
   }
   public String getAddress()
   {
      return address;
   }
   public void setAddress(String newAddress)
   {
      address = newAddress;
   }
   public int getNumber()
   {
     return number;
   }
}
```
错误实例：
```
public class AbstractDemo
{
   public static void main(String [] args)
   {
      /* 以下是不允许的，会引发错误 */
      Employee e = new Employee("George W.", "Houston, TX", 43);
 
      System.out.println("
 Call mailCheck using Employee reference--");
      e.mailCheck();
    }
}
```
继承抽象类：
```
public class Salary extends Employee
{
   private double salary; //Annual salary
   public Salary(String name, String address, int number, double
      salary)
   {
       super(name, address, number);
       setSalary(salary);
   }
   public void mailCheck()
   {
       System.out.println("Within mailCheck of Salary class ");
       System.out.println("Mailing check to " + getName()
       + " with salary " + salary);
   }
   public double getSalary()
   {
       return salary;
   }
   public void setSalary(double newSalary)
   {
       if(newSalary >= 0.0)
       {
          salary = newSalary;
       }
   }
   public double computePay()
   {
      System.out.println("Computing salary pay for " + getName());
      return salary/52;
   }
}
```
正确实例：
```
public class AbstractDemo
{
   public static void main(String [] args)
   {
      Salary s = new Salary("Mohd Mohtashim", "Ambehta, UP", 3, 3600.00);
      Employee e = new Salary("John Adams", "Boston, MA", 2, 2400.00);
 
      System.out.println("Call mailCheck using Salary reference --");
      s.mailCheck();
 
      System.out.println("
 Call mailCheck using Employee reference--");
      e.mailCheck();
    }
}
```
4.使用抽象类实现多态

不能new出抽象类对象，但可以定义一个抽象类的引用。

可以把一个子类对象的地址赋给抽象类的引用，然后通过抽象类的引用调用子类从父类继承过来的方法，即抽象类也可以实现多态

假设A是抽象类，B是A的子类且完全实现了A的所有抽象方法，则

A aa = new A(); //error

A aa = new B(); //OK

代码实例：
```
abstract class A
{
	public abstract void f();
}
 
class B extends A
{
	public void f()
	{
		System.out.println("哈哈");
	}
}
 
public class rain
{
	public static void main(String[] args)
	{
		//A aa1 = new A();  //error
		A aa2 = null;  //可以定义一个抽象类的引用  等价于 A aa2;
		aa2 = new B(); //将子类对象的地址赋给抽象类的引用
		aa2.f(); //用抽象类的引用访问子类的方法  这就是多态
	}
}
```
五、通过接口实现多态

1.接口

接口是Java的一种抽象类型，是抽象方法的集合。
- 接口并不是类，编写接口的方式和类很相似，但是它们属于不同的概念。类描述对象的属性和方法。接口则包含类要实现的方法。
- 除非实现接口的类是抽象类，否则该类要定义接口中的所有方法。
- 接口无法被实例化，但是可以被实现。一个实现接口的类，必须实现接口内所描述的所有方法，否则就必须声明为抽象类。另外，在 Java 中，接口类型可用来声明一个变量，他们可以成为一个空指针，或是被绑定在一个以此接口实现的对象。
接口与类的相似点：
- 一个接口可以有多个方法。
- 接口文件保存在 .java 结尾的文件中，文件名使用接口名。
- 接口的字节码文件保存在 .class 结尾的文件中。
- 接口相应的字节码文件必须在与包名称相匹配的目录结构中。
接口与类的区别：
- 接口不能用于实例化对象。
- 接口没有构造方法
- 接口中所有的方法必须是抽象方法。
- 接口不能包含成员变量，除了 static 和 final 变量。
- 接口不是被类继承了，而是要被类实现。
- 接口支持多继承。
接口特性：
- 接口中每一个方法也是隐式抽象的,接口中的方法会被隐式的指定为 public abstract（只能是 public abstract，其他修饰符都会报错）。
- 接口中可以含有变量，但是接口中的变量会被隐式的指定为 public static final 变量（并且只能是 public，用 private 修饰会报编译错误）。
- 接口中的方法是不能在接口中实现的，只能由实现接口的类来实现接口中的方法。
抽象类和接口的区别：
- 抽象类中的方法可以有方法体，就是能实现方法的具体功能，但是接口中的方法不行。
- 抽象类中的成员变量可以是各种类型的，而接口中的成员变量只能是 public static final 类型的。
- 接口中不能含有静态代码块以及静态方法(用 static 修饰的方法)，而抽象类是可以有静态代码块和静态方法。
- 一个类只能继承一个抽象类，而一个类却可以实现多个接口。
2.接口的声明：
```
[可见度] interface 接口名称 [extends 其他的接口名] {
        // 声明变量
        // 抽象方法
}
```
实例：
```
public interface NameOfInterface
{
   //任何类型 final, static 字段
   //抽象方法
}
```
接口的特性：
- 接口是隐式抽象的，当声明一个接口的时候，不必使用abstract关键字。
- 接口中每一个方法也是隐式抽象的，声明时同样不需要abstract关键字。
- 接口中的方法都是公有的。
3.实例：

接口
```
interface Animal {
   public void eat();
   public void travel();
}
```
接口的实现

当类实现接口的时候，类要实现接口中所有的方法。否则，类必须声明为抽象的类。

类使用implements关键字实现接口。在类声明中，Implements关键字放在class声明后面。

实现一个接口的语法，可以使用这个公式：
```
...implements 接口名称[, 其他接口名称, 其他接口名称..., ...] ...
```
实例：
```
public class MammalInt implements Animal{
 
   public void eat(){
      System.out.println("Mammal eats");
   }
 
   public void travel(){
      System.out.println("Mammal travels");
   } 
 
   public int noOfLegs(){
      return 0;
   }
 
   public static void main(String args[]){
      MammalInt m = new MammalInt();
      m.eat();
      m.travel();
   }
}
```
重写接口中声明的方法时，需要注意以下规则：
- 类在实现接口的方法时，不能抛出强制性异常，只能在接口中，或者继承接口的抽象类中抛出该强制性异常。
- 类在重写方法时要保持一致的方法名，并且应该保持相同或者相兼容的返回值类型。
- 如果实现接口的类是抽象类，那么就没必要实现该接口的方法。
在实现接口的时候，也要注意一些规则：
- 一个类可以同时实现多个接口。
- 一个类只能继承一个类，但是能实现多个接口。
- 一个接口能继承另一个接口，这和类之间的继承比较相似。
接口的继承

使用extends关键字继承父接口：
```
// 文件名: Sports.java
public interface Sports
{
   public void setHomeTeam(String name);
   public void setVisitingTeam(String name);
}
 
// 文件名: Football.java
public interface Football extends Sports
{
   public void homeTeamScored(int points);
   public void visitingTeamScored(int points);
   public void endOfQuarter(int quarter);
}
 
// 文件名: Hockey.java
public interface Hockey extends Sports
{
   public void homeGoalScored();
   public void visitingGoalScored();
   public void endOfPeriod(int period);
   public void overtimePeriod(int ot);
}

Hockey接口自己声明了四个方法，从Sports接口继承了两个方法，这样，实现Hockey接口的类需要实现六个方法。

相似的，实现Football接口的类需要实现五个方法，其中两个来自于Sports接口。
```
接口的多继承

在Java中，类的多继承是不合法，但接口允许多继承。

在接口的多继承中extends关键字只需要使用一次，在其后跟着继承接口。如下所示：
```
public interface Hockey extends Sports, Event
```
以上的程序片段是合法定义的子接口，与类不同的是，接口允许多继承，而 Sports及 Event 可能定义或是继承相同的方法
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Java 多态

一：定义

前提条件：

现实意义：

二、实现

三、通过重写方式实现多态

1.多态中成员的特点

2.instanceof关键字

3.实例：

父类：

子类：

实例：

四、通过抽象类实现多态

1.抽象类

2.抽象方法

使用 abstract关键字来声明抽象方法：

注意声明抽象方法会产生以下两个结果：

总结：

3. 实例：

抽象类：

错误实例：

继承抽象类：

4.使用抽象类实现多态

代码实例：

五、通过接口实现多态

1.接口

接口与类的相似点：

接口与类的区别：

接口特性：

抽象类和接口的区别：

2.接口的声明：

3.实例：

接口的实现

接口的继承

接口的多继承