1.多态

文章目录

  • ​​1.多态​​
  • ​​多态概述​​
  • ​​虚函数​​
  • ​​重写​​
  • ​​多态的实现方式​​
  • ​​方式一：重写：​​
  • ​​方法的重写规则​​
  • ​​方式二：接口​​
  • ​​方式三：抽象类和抽象方法​​
  • ​​4.多态的转型​​
  • ​​6. instanceof关键字​​

多态概述

简单概述：同一个对象，在不同时刻表现出来的不同形态

多态就是指程序中定义的引用变量所指向的具体类型和通过该引用变量发出的方法调用在编程时并不确定，而是在程序运行期间才确定，即一个引用变量到底会指向哪个类的实例对象，该引用变量发出的方法调用到底是哪个类中实现的方法，必须在由程序运行期间才能决定。
因为在程序运行时才确定具体的类，这样，不用修改源程序代码，就可以让引用变量绑定到各种不同的类实现上，从而导致该引用调用的具体方法随之改变，即不修改程序代码就可以改变程序运行时所绑定的具体代码，让程序可以选择多个运行状态，这就是多态性。

举例：猫

超详细带你了解Java中的多态_java-ee

我们可以说猫是猫： 猫 cat = new 猫();
我们也可以说猫是动物： 动物 animal = new 猫();
这里猫在不同的时刻表现出来的不同形态，这就是多态

多态的前提和体现（多态存在的三个必要条件）

  • 有继承 / 实现关系
  • 有方法重写
  • 有父类引用指向子类对象

超详细带你了解Java中的多态_java-ee_02

虚函数

虚函数的存在是为了多态。

Java 中其实没有虚函数的概念，它的普通函数就相当于 C++ 的虚函数，动态绑定是Java的默认行为。如果 Java 中不希望某个函数具有虚函数特性，可以加上 final 关键字变成非虚函数。

重写

我们将介绍在 Java 中，当设计类时，被重写的方法的行为怎样影响多态性。

我们已经讨论了方法的重写，也就是子类能够重写父类的方法。

当子类对象调用重写的方法时，调用的是子类的方法，而不是父类中被重写的方法。

要想调用父类中被重写的方法，则必须使用关键字 super。

多态的实现方式

方式一：重写：

这个内容已经在上一章节详细讲过，就不再阐述，详细：Java 重写(Override)与重载(Overload)。

重写(Override)
重写是子类对父类的允许访问的方法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。
重写方法不能抛出新的检查异常或者比被重写方法申明更加宽泛的异常。例如： 父类的一个方法申明了一个检查异常 IOException，但是在重写这个方法的时候不能抛出 Exception 异常，因为 Exception 是 IOException 的父类，抛出 IOException 异常或者 IOException 的子类异常。
在面向对象原则里，重写意味着可以重写任何现有方法。

实例如下：

class Animal{
   public void move(){
      System.out.println("动物可以移动");
   }
}
 
class Dog extends Animal{
   public void move(){
      System.out.println("狗可以跑和走");
   }
}
 
public class TestDog{
   public static void main(String args[]){
      Animal a = new Animal(); // Animal 对象
      Animal b = new Dog(); // Dog 对象
 
      a.move();// 执行 Animal 类的方法
 
      b.move();//执行 Dog 类的方法
   }
}

超详细带你了解Java中的多态_idea_03

方法的重写(Overriding)和重载(Overloading) 是java多态性的不同表现，重写是父类与子类之间多态性的一种表现，重载可以理解成多态的具体表现形式。

  • (1)方法重载是一个类中定义了多个方法名相同,而他们的参数的数量不同或数量相同而类型和次序不同,则称为方法的重载(Overloading)。
  • (2)方法重写是在子类存在方法与父类的方法的名字相同,而且参数的个数与类型一样,返回值也一样的方法,就称为重写(Overriding)。
  • (3)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。

方法的重写规则

  • 参数列表与被重写方法的参数列表必须完全相同。
  • 返回类型与被重写方法的返回类型可以不相同，但是必须是父类返回值的派生类（java5 及更早版本返回类型要一样，java7 及更高版本可以不同）。
  • 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：如果父类的一个方法被声明为 public，那么在子类中重写该方法就不能声明为 protected。
  • 父类的成员方法只能被它的子类重写。
  • 声明为 final 的方法不能被重写。
  • 声明为 static 的方法不能被重写，但是能够被再次声明。
  • 子类和父类在同一个包中，那么子类可以重写父类所有方法，除了声明为 private 和 final 的方法。
  • 子类和父类不在同一个包中，那么子类只能够重写父类的声明为 public 和 protected 的非 final 方法。
  • 重写的方法能够抛出任何非强制异常，无论被重写的方法是否抛出异常。但是，重写的方法不能抛出新的强制性异常，或者比被重写方法声明的更广泛的强制性异常，反之则可以。
  • 构造方法不能被重写。

方式二：接口

  1. 生活中的接口最具代表性的就是插座，例如一个三接头的插头都能接在三孔插座中，因为这个是每个国家都有各自规定的接口规则，有可能到国外就不行，那是因为国外自己定义的接口类型。
  2. java中的接口类似于生活中的接口，就是一些方法特征的集合，但没有方法的实现。具体可以看 java接口 这一章节的内容。

方式三：抽象类和抽象方法

详情请看 Java抽象类

Java 抽象类
在面向对象的概念中，所有的对象都是通过类来描绘的，但是反过来，并不是所有的类都是用来描绘对象的，如果一个类中没有包含足够的信息来描绘一个具体的对象，这样的类就是抽象类。
抽象类除了不能实例化对象之外，类的其它功能依然存在，成员变量、成员方法和构造方法的访问方式和普通类一样。
由于抽象类不能实例化对象，所以抽象类必须被继承，才能被使用。也是因为这个原因，通常在设计阶段决定要不要设计抽象类。
父类包含了子类集合的常见的方法，但是由于父类本身是抽象的，所以不能使用这些方法。
在 Java 中抽象类表示的是一种继承关系，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。

4.多态的转型

多态的转型分为向上转型和向下转型两种

向上转型：多态本身就是向上转型过的过程
使用格式：父类类型 变量名=new 子类类型();

超详细带你了解Java中的多态_父类_04

适用场景：当不需要面对子类类型时，通过提高扩展性，或者使用父类的功能就能完成相应的操作。

向下转型：一个已经向上转型的子类对象可以使用强制类型转换的格式，将父类引用类型转为子类引用各类型
使用格式：子类类型 变量名=（子类类型） 父类类型的变量；

超详细带你了解Java中的多态_父类_05

适用场景：当要使用子类特有功能时。

6. instanceof关键字

Java为我们提供一个关键字instanceof ，它可以帮助我们避免了ClassCastException 类型转换异常的发生。

格式：
变量名 instanceof 数据类型

  • 如果变量属于该数据类型或者其子类类型，返回true。
  • 如果变量不属于该数据类型或者其子类类型，返回false。
import com.ithmm.hmm.Animal;
import com.ithmm.hmm.Cat;
import com.ithmm.hmm.Dog;

/**
 * 使用instanceof解决类型转换异常！
 */
public class Demo5 {
    public static void main(String[] args) {

        // 向上转型的过程
        Animal animal = new Cat();

        // 调用了猫咪的吃方法
        animal.eat();

        // 向下转型
        if (animal instanceof Cat){
            Cat cat = (Cat) animal;
            cat.playBall();        // 调用的是 Cat 的 playBall
        } else if (animal instanceof Dog){
            Dog dog = (Dog) animal;
            dog.walk();       // 调用的是 Dog 的 walk
        }
    }
}