一、多态概述(Polymorphism)
1、引入
多态是继封装、继承之后,面向对象的第三大特性。
通过不同的事物,体现出来的不同的形态。多态,描述的就是这样的状态。如跑的动作,每个动物的跑的动作就是不一样的。
2、定义
多态:是指同一行为,具有多个不同表现形式。
3、前提【重点】
a、继承或者实现【二选一】
b、方法的重写【意义体现:不重写,无意义】
c、父类引用指向子类对象【格式体现】
二、多态
1、多态
展示出来的多种形态
2、变量的引用形式
(1)本态引用:左边的变量与右边的对象是同一种类型
(2)多态引用:左边的变量是父类类型,右边的对象是子类的对象
3、多态的表现出来的特征
特征:编译类型与运行时类型不一致
编译的时候,按照父类的类型进行编译的
执行的方法,按照子类类型运行,是“执行子类重写的方法”。
编译看左边,运行看右边。
注意:多态强调的是方法的动态绑定,即多态与属性无关,只说方法。
二、多态体现
多态体现的格式:
父类类型 变量名 = new 子类对象();
接口名称 变量名 = new 实现类名称();
变量名.方法名();
父类类型:指子类对象继承的父类类型,或者实现父接口类型。
Demo:
1 Fu f = new Zi();
2 f.method();
当使用多态方法调用方法时,首先检查父类是否有该方法,如果没有,则编译错误;如果有,执行的是子类重写后方法。
Demo:
1 // 定义父类 2 public abstract class Animal { 3 public abstract void eat(); 4 } 5 // 定义子类 6 class Cat extends Animal { 7 public void eat() { 8 System.out.println("吃鱼"); 9 } 10 } 11 class Dog extends Animal { 12 public void eat() { 13 System.out.println("吃骨头"); 14 } 15 } 16 17 // 测试类 18 public class Test { 19 public static void main(String[] args) { 20 // 多态形式,创建对象 21 Animal a1 = new Cat(); 22 // 调用的是 Cat 的 eat 23 a1.eat(); 24 25 // 多态形式,创建对象 26 Animal a2 = new Dog(); 27 // 调用的是 Dog 的 eat 28 a2.eat(); 29 } 30 }
三、多态好处
实际开发中,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。
Demo:
1 // 定义父类 2 public abstract class Animal { 3 public abstract void eat(); 4 } 5 6 // 定义子类 7 class Cat extends Animal { 8 public void eat() { 9 System.out.println("吃鱼"); 10 } 11 } 12 class Dog extends Animal { 13 public void eat() { 14 System.out.println("吃骨头"); 15 } 16 } 17 18 // 定义测试类 19 public class Test { 20 public static void main(String[] args) { 21 // 多态形式,创建对象 22 Cat c = new Cat(); 23 Dog d = new Dog(); 24 // 调用showCatEat 25 showCatEat(c); 26 // 调用showDogEat 27 showDogEat(d); 28 /* 29 以上两个方法, 均可以被showAnimalEat(Animal a)方法所替代 30 而执行效果一致 31 */ 32 showAnimalEat(c); 33 showAnimalEat(d); 34 } 35 public static void showCatEat (Cat c){ 36 c.eat(); 37 } 38 public static void showDogEat (Dog d){ 39 d.eat(); 40 } 41 public static void showAnimalEat (Animal a){ 42 a.eat(); 43 } 44 }
由于多态的支持,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。
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。
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。
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。
四、引用类型转换
多态的转型分为向上转型与向下转型两种:
1、向上转型(UpCasting)
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:
父类类型 变量名 = new 子类类型();
如:Animal a = new Cat();
2、向下转型(DownCasting)
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。
一个已经向上转型的子类对象,将父类引用转为子类引用,可以使用强制类型转换的格式,便是向下转型,向下转型的目的是为了调用子类特有的方法等。
使用格式:
子类类型 变量名 = (子类类型) 父类变量名;
如:Cat c =(Cat) a;
3、转型原因
当使用多态方式方法时,首先要检查父类中是否有该方法,如果没有,则编译错误。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“小麻烦”。所以,想要调用子类特有的方法,必须做向下转型。
Demo:
1 // 定义类 2 abstract class Animal { 3 abstract void eat(); 4 } 5 class Cat extends Animal { 6 public void eat() { 7 System.out.println("吃鱼"); 8 } 9 public void catchMouse() { 10 System.out.println("抓老鼠"); 11 } 12 } 13 class Dog extends Animal { 14 public void eat() { 15 System.out.println("吃骨头"); 16 } 17 public void watchHouse() { 18 System.out.println("看家"); 19 } 20 } 21 22 // 测试类 23 public class Test { 24 public static void main(String[] args) { 25 // 向上转型 26 Animal a = new Cat(); 27 a.eat(); // 调用的是 Cat 的 eat 28 // 向下转型 29 Cat c = (Cat)a; 30 c.catchMouse(); // 调用的是 Cat 的 catchMouse 31 } 32 }
4、转型的异常
转型的过程中,一不小心就会遇到这样的问题,观察下面的代码:
1 public class Test {
2 public static void main(String[] args) {
3 // 向上转型
4 Animal a = new Cat();
5 a.eat(); // 调用的是 Cat 的 eat
6 // 向下转型
7 Dog d = (Dog)a;
8 d.watchHouse(); // 调用的是 Dog 的 watchHouse 【运行报错】
9 }
10 }
这段代码可以通过编译,但是运行时,却报出了 ClassCastException,类型转换异常!
这是因为,明明创建了 Cat 类型对象,运行时,当然不能转换为 Dog 对象的。这两个类型并没有任何继承关系,不符合类型转换的定义。
向下转型是有风险的,为了 避免 ClassCastException 的发生,java 提供了 instanceof 关键字,给引用变量类型的校验。
格式如下:
变量名/对象 instanceof 数据类型
如果变量属于该数据类型,返回true。
如果变量不属于该数据类型,返回false。
所以,转换前,我们最好先做一个判断,代码如下:
1 public class Test {
2 public static void main(String[] args) {
3 // 向上转型
4 Animal a = new Cat();
5 a.eat(); // 调用的是 Cat 的 eat
6 // 向下转型
7 if (a instanceof Cat){
8 Cat c = (Cat)a;
9 c.catchMouse(); // 调用的是 Cat 的 catchMouse
10 } else if (a instanceof Dog){
11 Dog d = (Dog)a;
12 d.watchHouse(); // 调用的是 Dog 的 watchHouse
13 }
14 }
15 }
五、访问多态的成员【重要】
1、访问成员变量
a、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。
b、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。
2、访问成员方法
规则:看 new 的是谁,就优先用谁,没有则向上找。
总结:
成员变量:编译看左边,运行还看左边
成员方法:编译看左边,运行看右边