【JavaSE】面向对象之多态

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多态的概念

通俗来说,就是多种形态,具体点就是去完成某个行为,当不同的对象去完成时会产生出不同的状态。
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多态实现条件

必须要满足如下几个条件,缺一不可:

  • 必须在继承体系下
  • 子类必须要对父类中方法进行重写
  • 通过父类的引用调用重写的方法
// Animal.java
public class Animal {
	String name;
	int age;
	public Animal(String name, int age){
		this.name = name;
		this.age = age;
	}
	public void eat(){
		System.out.println(name + "吃饭");
	}
}
// Cat.java
public class Cat extends Animal{
	public Cat(String name, int age){
		super(name, age);
	}
	@Override
	public void eat(){
		System.out.println(name+"吃鱼~~~");
	}
}
// Dog.java
public class Dog extends Animal {
	public Dog(String name, int age){
		super(name, age);
	} 
	@Override
	public void eat(){
		System.out.println(name+"吃骨头~~~");
	}
}

定义测试类TestAnimal.java

public class TestAnimal {
	public static void eat(Animal animal){
		animal.eat();
	}
	public static void main(String[] args) {
		Cat cat = new Cat("小橘",2);
		Dog dog = new Dog("小黑", 1);
		eat(cat);
		eat(dog);
	}
}

编译器在编译代码时,并不知道要调用Dog 还是 Cat 中eat的方法,等程序运行起来后,形参animal引用的具体对象确定后才知道调用哪个方法。此时animal这个引用调用eat方法可能会有多种不同的表现(和animal引用的实例相关),这种行为就称为多态。
注意:此处的形参类型必须是父类类型才可以。

重写

重写(override):也称为覆盖。重写是子类对父类非静态、非private修饰,非final修饰,非构造方法等的实现过程进行重新编写, 返回值和形参都不能改变。即外壳不变,核心重写!重写的好处在于子类可以根据需要,定义特定于自己的行为。 也就是说子类能够根据需要实现父类的方法。
【方法重写的规则】

  • 子类在重写父类的方法时,一般必须与父类方法原型一致: 返回值类型 方法名 (参数列表) 要完全一致。
  • 被重写的方法返回值类型可以不同,但是必须是具有父子关系的
  • 访问权限不能比父类中被重写的方法的访问权限更低。例如:如果父类方法被public修饰,则子类中重写该方法就不能声明为protected。
  • 父类被static、private修饰的方法、构造方法都不能被重写。
  • 重写的方法, 可以使用 @Override 注解来显式指定. 有了这个注解能帮我们进行一些合法性校验。例如不小心将方法名字拼写错了(比如写成 aet),那么此时编译器就会发现父类中没有 aet 方法,就会编译报错, 提示无法构成重写。

【重写和重载的区别】

区别点 重写(override) 重载(override)
参数列表 一定不能修改 必须修改
返回类型 一定不能修改(除非构成父子关系) 可改可不改
访问限定符 子类 ≥ 父类 可改可不改

方法重载是一个类的多态性表现,而方法重写是子类与父类的一种多态性表现。
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向上转型和向下转型

向上转型

向上转型:实际就是创建一个子类对象,将其当成父类对象来使用。

父类类型 对象名 = new 子类类型();

比如:

Animal animal = new Cat("小橘",2);

animal是父类类型,但可以引用一个子类对象,因为是从小范围向大范围的转换。
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public class TestAnimal {
	// 方法传参:形参为父类型引用,可以接收任意子类的对象
	public static void eatFood(Animal animal){
		animal.eat();
	} 
	// 作返回值:返回任意子类对象
	public static Animal buyAnimal(String var){
		if("狗".equals(var) ){
			return new Dog("dog",1);
		}else if("猫" .equals(var)){
			return new Cat("cat", 1);
		}else{
			return null;
		}
	}
	public static void main(String[] args) {
		// 直接赋值:子类对象赋值给父类对象
		Animal cat = new Cat("小橘",2); 
		Dog dog = new Dog("小黑", 1);
		eatFood(cat);
		eatFood(dog);
		Animal animal = buyAnimal("狗");
		animal.eat();
		animal = buyAnimal("猫");
		animal.eat();
	}
}

向上转型的优点:让代码实现更简单灵活。
向上转型的缺陷:不能调用到子类特有的方法。

向下转型

将一个子类对象经过向上转型之后当成父类方法使用,再无法调用子类的方法,但有时候可能需要调用子类特有的方法,此时:将父类引用再还原为子类对象即可,即向下转型。

public class Animal {
	String name;
	int age;
	public Animal(String name, int age){
		this.name = name;
		this.age = age;
	}
	public void eat(){
		System.out.println(name + "吃饭");
	}
}
// Cat.java
public class Cat extends Animal{
	public Cat(String name, int age){
		super(name, age);
	}
	public void mew(){
		System.out.println(name+"喵喵叫");
	}
	@Override
	public void eat(){
		System.out.println(name+"吃鱼~~~");
	}
}
// Dog.java
public class Dog extends Animal {
	public Dog(String name, int age){
		super(name, age);
	} 
	public void bark(){
		System.out.println(name+"汪汪叫");
	}
	@Override
	public void eat(){
		System.out.println(name+"吃骨头~~~");
	}
}
// TestAnimal.java
public class TestAnimal {
	public static void main(String[] args) {
		Cat cat = new Cat("小橘",2);
		Dog dog = new Dog("小黑", 1);
		// 向上转型
		Animal animal = cat;
		animal.eat();
		animal = dog;
		animal.eat();
		// 向下转型
		cat = (Cat)animal;
		cat.mew();
		// animal本来指向的就是狗,因此将animal还原为狗也是安全的
		dog = (Dog)animal;
		dog.bark();
	}
}

避免在构造方法中调用重写的方法

一段有坑的代码, 我们创建两个类,B 是父类,D 是子类。D 中重写 func 方法。并且在 B 的构造方法中调用 func。

class B {
	public B() {
		func();
	}
	public void func() {
		System.out.println("B.func()");
	}
}
class D extends B {
	private int num = 1;
	@Override
	public void func() {
		System.out.println("D.func() " + num);
	}
}
public class Test {
	public static void main(String[] args) {
		B b = new D(); //执行结果:D.func() 0
	}
}

原因:构造 D 对象的同时,会调用 B 的构造方法。B 的构造方法中调用了 func 方法,此时会触发动态绑定,会调用到 D 中的 func此时 D 对象自身还没有构造,此时 num 处在未初始化的状态,值为 0。
结论:尽量不要在构造器中调用方法,如果这个方法被子类重写,就会触发动态绑定,但是此时子类对象还没构造完成,可能会出现一些隐藏的但是又极难发现的问题。文章来源地址https://www.toymoban.com/news/detail-678467.html

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