【Java】多态，多态中访问成员变量与成员方法特点，向上与向下转型，instanceof判断类型

多态

代码当中体现多态性，其实就是一句话：父类引用指向子类对象。

格式：
父类名称 对象名 = new 子类名称();
或者：
接口名称 对象名 = new 实现类名称();

public class Demo01Multi {

    public static void main(String[] args) {
        // 使用多态的写法
        // 左侧父类的引用，指向了右侧子类的对象
        Fu obj = new Zi();
        obj.method();
        obj.methodFu();
    }
}

多态中访问成员变量的特点

/*
访问成员变量的两种方式：

1. 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。（下面的例子看 Fu obj = new Zi()等号左边是谁）
2. 间接通过成员方法访问成员变量：看该方法属于谁（new的是谁），优先用谁，没有则向上找。
 */
public class Demo01MultiField {
    public static void main(String[] args) {
        // 使用多态的写法，父类引用指向子类对象
        Fu obj = new Zi();
        System.out.println(obj.num); // 父：10      
//        System.out.println(obj.age); // 错误写法！
        System.out.println("=============");
        // 子类没有覆盖重写，就是父：10
        // 子类如果覆盖重写，就是子：20
        obj.showNum();
    }

}

多态中访问成员方法的特点

/*
在多态的代码当中，成员方法的访问规则是：
    看new的是谁，就优先用谁，没有则向上找。

口诀：编译看左边，运行看右边。      编译指在idea中写代码时是否报错

对比一下：
成员变量：编译看左边，运行还看左边，没有往上找。
成员方法：编译看左边，运行看右边，没有往上找。       
 */
public class Demo02MultiMethod {

    public static void main(String[] args) {
        Fu obj = new Zi(); // 多态

        obj.method(); // 父子都有，优先用子      （运行看右）
        obj.methodFu(); // 子类没有，父类有，向上找到父类

        // 编译看左边，左边是Fu，Fu当中没有methodZi方法，所以编译报错。
//        obj.methodZi(); // 错误写法！
    }
}

public class Fu /*extends Object*/ {

    int num = 10;

    public void showNum() {
        System.out.println(num);
    }
    public void method() {
        System.out.println("父类方法");
    }
    public void methodFu() {
        System.out.println("父类特有方法");
    }

}

public class Zi extends Fu {

    int num = 20;
    int age = 16;
    
    @Override
    public void showNum() {
        System.out.println(num);
    }
    @Override
    public void method() {
        System.out.println("子类方法");
    }
    public void methodZi() {
        System.out.println("子类特有方法");
    }
}

使用多态的好处

可以看到这里使用多态后，传入的参数是一个父类对象，当创建多个不同子类对象时，如cat dog，在调用useanimal方法的时候，我们不用修改方法内部的逻辑

向上转型和向下转型

/*
向上转型一定是安全的，没有问题的，正确的。但是也有一个弊端：
对象一旦向上转型为父类，那么就无法调用子类原本特有的内容。

解决方案：用对象的向下转型【还原】。
 */
public class Demo01Main {

    public static void main(String[] args) {
        // 对象的向上转型，就是：父类引用指向之类对象。
        Animal animal = new Cat(); // 本来创建的时候是一只猫
        animal.eat(); // 猫吃鱼

//        animal.catchMouse(); // 错误写法！

        // 向下转型，进行“还原”动作
        Cat cat = (Cat) animal;
        cat.catchMouse(); // 猫抓老鼠

        // 下面是错误的向下转型
        // 本来new的时候是一只猫，现在非要当做狗
        // 错误写法！编译不会报错，但是运行会出现异常：
        // java.lang.ClassCastException，类转换异常
        Dog dog = (Dog) animal;
    }

}

public abstract class Animal {

    public abstract void eat();

}

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

    // 子类特有方法
    public void catchMouse() {
        System.out.println("猫抓老鼠");
    }
}

public class Dog extends Animal {
    @Override
    public void eat() {
        System.out.println("狗吃SHIT");
    }

    public void watchHouse() {
        System.out.println("狗看家");
    }
}

向下转型需要先用instanceof判断类型

/*
如何才能知道一个父类引用的对象，本来是什么子类？
格式：
对象 instanceof 类名称
这将会得到一个boolean值结果，也就是判断前面的对象能不能当做后面类型的实例。
 */
public class Demo02Instanceof {

    public static void main(String[] args) {
        Animal animal = new Dog(); // 本来是一只狗
        animal.eat(); // 狗吃SHIT

        // 如果希望掉用子类特有方法，需要向下转型
        // 判断一下父类引用animal本来是不是Dog
        if (animal instanceof Dog) {
            Dog dog = (Dog) animal;
            dog.watchHouse();
        }
        // 判断一下animal本来是不是Cat
        if (animal instanceof Cat) {
            Cat cat = (Cat) animal;
            cat.catchMouse();
        }

        giveMeAPet(new Dog());
    }

    public static void giveMeAPet(Animal animal) {
        if (animal instanceof Dog) {
            Dog dog = (Dog) animal;
            dog.watchHouse();
        }
        if (animal instanceof Cat) {
            Cat cat = (Cat) animal;
            cat.catchMouse();
        }
    }

}

综合练习

public class DemoMain {

    public static void main(String[] args) {
        // 首先创建一个笔记本电脑
        Computer computer = new Computer();
        computer.powerOn();

        // 准备一个鼠标，供电脑使用
//        Mouse mouse = new Mouse();
        // 首先进行向上转型
        USB usbMouse = new Mouse(); // 多态写法
        // 参数是USB类型，我正好传递进去的就是USB鼠标
        computer.useDevice(usbMouse);

        // 创建一个USB键盘
        Keyboard keyboard = new Keyboard(); // 没有使用多态写法
        // 方法参数是USB类型，传递进去的是实现类对象
        computer.useDevice(keyboard); // 正确写法！也发生了向上转型
        // 使用子类对象，匿名对象，也可以
//        computer.useDevice(new Keyboard()); // 也是正确写法

        computer.powerOff();
        System.out.println("==================");

        method(10.0); // 正确写法，double --> double
        method(20); // 正确写法，int --> double
        int a = 30;
        method(a); // 正确写法，int --> double
    }

    public static void method(double num) {
        System.out.println(num);
    }
}

public class Computer {

    public void powerOn() {
        System.out.println("笔记本电脑开机");
    }

    public void powerOff() {
        System.out.println("笔记本电脑关机");
    }

    // 使用USB设备的方法，使用接口作为方法的参数
    public void useDevice(USB usb) {
        usb.open(); // 打开设备
        if (usb instanceof Mouse) { // 一定要先判断
            Mouse mouse = (Mouse) usb; // 向下转型
            mouse.click();
        } else if (usb instanceof Keyboard) { // 先判断
            Keyboard keyboard = (Keyboard) usb; // 向下转型
            keyboard.type();
        }
        usb.close(); // 关闭设备
    }

}

// 键盘就是一个USB设备
public class Keyboard implements USB {
    @Override
    public void open() {
        System.out.println("打开键盘");
    }

    @Override
    public void close() {
        System.out.println("关闭键盘");
    }

    public void type() {
        System.out.println("键盘输入");
    }
}

// 鼠标就是一个USB设备
public class Mouse implements USB {
    @Override
    public void open() {
        System.out.println("打开鼠标");
    }

    @Override
    public void close() {
        System.out.println("关闭鼠标");
    }

    public void click() {
        System.out.println("鼠标点击");
    }
}

public interface USB {

    public abstract void open(); // 打开设备

    public abstract void close(); // 关闭设备

}