Java面向对象进阶3——多态的概述及特点

一、前言

本文将讲述Java三大特性之一的多态

二、概述

1️⃣定义

在编程语言和类型论中，多态（英语：polymorphism）指为不同数据类型的实体提供统一的接口。多态类型（polymorphic type）可以将自身所支持的操作套用到其它类型的值上。计算机程序运行时，相同的消息可能会送给多个不同的类别之对象，而系统可依据对象所属类别，引发对应类别的方法，而有不同的行为。简单来说，所谓多态意指相同的消息给予不同的对象会引发不同的动作。多态也可定义为“一种将不同的特殊行为和单个泛化记号相关联的能力”。

简单来说，多态是对象的多种形态

2️⃣多态的前提

• 有继承/实现关系
• 有父类引用指向子类对象
• 有方法的重写

三、多态的格式

• 父类类型 变量名 = new 子类/实现类构造器;
• 变量名.方法名();

Person p = new Student();
p.sleep();
p.eat();
p.drink();
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四、多态的使用

1️⃣题目

请写一个程序描述老师和学生行为
老师：吃饭、喝水、睡觉、教书
学生：吃饭、喝水、睡觉、学习

2️⃣分析

• 老师和学生同属于一个大类：人
• 老师和学生的行为部分相同（吃饭、喝水、睡觉）
• 学生特有的行为：读书
• 老师特有的行为：教书

3️⃣分析图

4️⃣代码实现

Person类实现

public class Person {

    public void sleep(){
        System.out.println("睡觉");
    }

    public void eat(){
        System.out.println("吃饭");
    }

    public void drink(){
        System.out.println("喝水");
    }

    public void daytime(){
        System.out.println("平时要做的事情");
    }
}

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Student类实现

public class Student extends Person {
    @Override
    public void daytime() {
        System.out.println("学习");
    }
}

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Teacher类实现

public class Teacher extends Person {
    @Override
    public void daytime() {
        System.out.println("教书");
    }
}

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5️⃣测试代码

public class Test {
    public static void main(String[] args) {

        System.out.println("-----学生的行为-----");
        Person p1 = new Student();
        p1.drink();
        p1.eat();
        p1.sleep();
        p1.daytime();

        System.out.println("-----老师的行为-----");
        Person p2 = new Teacher();
        p2.drink();
        p2.eat();
        p2.sleep();
        p2.daytime();
    }
}

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输出结果

-----学生的行为-----
喝水
吃饭
睡觉
读书
-----老师的行为-----
喝水
吃饭
睡觉
教书

五、运行特点

1️⃣调用成员变量时

编译看左边，运行看左边

看父类中有无该成员属性，如果没有则报错，如：打印name的值，如果在父类中并没有定义name，则会报错，并且打印出来的值也是父类中name的值

用IDEA测试一下

public class Person {

    String name = "人";

    public void daytime(){
        System.out.println("平时要做的事情");
    }
}
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public class Student extends Person {

    String name = "学生";
    
    @Override
    public void daytime() {
        System.out.println("学习");
    }
}
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public class Teacher extends Person {

    String name = "老师";
    
    @Override
    public void daytime() {
        System.out.println("教书");
    }
}

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测试类

public class Test {
    public static void main(String[] args) {

        Person p1 = new Student();
        System.out.println(p1.name);

        Person p2 = new Teacher();
        System.out.println(p2.name);

    }
}

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输出结果

人
人

2️⃣调用成员方法时

编译看左边，运行看右边

看父类中有无该成员方法，如果没有则报错，如：打印daytime()方法，如果在父类中并没有定义该方法，则会报错，而打印输出的是子类中不同的daytime()方法

用IDEA测试一下

public class Person {

    String name = "人";

    public void daytime(){
        System.out.println("平时要做的事情");
    }
}
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public class Student extends Person {

    String name = "学生";
    
    @Override
    public void daytime() {
        System.out.println("学习");
    }
}
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public class Teacher extends Person {

    String name = "老师";
    
    @Override
    public void daytime() {
        System.out.println("教书");
    }
}

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测试类

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        
        Person p1 = new Student();
        System.out.println(p1.name);
        p1.daytime();


        Person p2 = new Teacher();
        System.out.println(p2.name);
        p2.daytime();
    }
}
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输出结果

人
学习
人
教书

六、结语

本文主要是针对多态以及其特点展开描述的，在下一篇文章中将讲解有关多态的弊端以及其解决方法