JavsSE =＞多态

作者：ふり

专栏：JavaSE

格言： I came ; I saw ; I conquer

文章目录

一、多态
2.1 多态的概念
2.2 多态实现条件
2.3 重写
2.4 向上转移和向下转型
2.4.1 向上转型

2.4.2 向下转型
2.5 多态的优缺点
2.6 避免在构造方法中调用重写的方法

一、多态

2.1 多态的概念

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。

在这里插入图片描述

2.2 多态实现条件

在java中要实现多态，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

在这里插入图片描述

多态体现：在代码运行时，当传递不同类对象时，会调用对应类中的方法。

class Animal{
    public String name;
    public int age;
    public Animal(String name,int age){
        this.name = name;
        this.age = age;
    }
    public void eat(){
        System.out.println(name + "吃饭");
    }
}
class Dog extends Animal{
    public boolean silly;
    public Dog(String name,int age,boolean silly){
        super(name,age);
        this.silly = silly;
    }
    public void eat(){
        System.out.println(name + " 吃狗粮");
    }
}
class Cat extends  Animal{
    public Cat(String name, int age) {
        super(name, age);
    }

    @Override
    public void eat() {
        System.out.println(name + " 吃猫粮");
    }
}

public class Test {
    public static void function(Animal animal){
        animal.eat();
    }
    public static void main(String[] args) {
        Dog dog = new Dog("张三",10,true);
        function(dog);

        Cat cat = new Cat("李四",10);
        function(cat);
    }
}
//张三 吃狗粮
//李四 吃猫粮
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2.3 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。

在这里插入图片描述

【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。
final 修饰的方法是密封方法，不可以重写
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（overload）
参数列表	一定不能修改	必须修改
返回类型	一定不能修改【除非可以构成父子类关系】	可以修改
访问限定符	一定不能做更严格的限制（可以降低限制）	可以修改

即：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。

【重写的设计原则】

对于已经投入使用的类，尽量不要进行修改。最好的方式是：重新定义一个新的类，来重复利用其中共性的内容，并且添加或者改动新的内容。
例如：若干年前的手机，只能打电话，发短信，来电显示只能显示号码，而今天的手机在来电显示的时候，不仅仅可以显示号码，还可以显示头像，地区等。
在这个过程当中，我们不应该在原来老的类上进行修改，因为原来的类，可能还在有用户使用，
正确做法是：新建一个新手机的类，对来电显示这个方法重写就好了，这样就达到了我们当今的需求了。

静态绑定：也称为前期绑定(早绑定)，即在编译时，根据用户所传递实参类型就确定了具体调用那个方法。典型代表函数重载。
动态绑定：也称为后期绑定(晚绑定)，即在编译时，不能确定方法的行为，需要等到程序运行时，才能够确定具体调用那个类的方法。

class Animal{
    public String name;
    public int age;
    public Animal(String name,int age){
        this.name = name;
        this.age = age;
    }
    public void eat(){
        System.out.println(name + "吃饭");
    }
}
class Dog extends Animal{
    public boolean silly;
    public Dog(String name,int age,boolean silly){
        super(name,age);
        this.silly = silly;
    }
    public void eat(){
        System.out.println(name + " 吃狗粮");
    }
}

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        Dog dog = new Dog("张三",10,true);

        // animal 的这个引用，指向了Dog对象
        Animal animal = dog;
        //编译的时候还是 Animal 的 eat ，但是程序运行的时候变成了子类的 eat
        //发生了动态绑定，父类有，子类没有，那么就父类
        //             父类有，子类也有，那么就子类
        animal.eat();
    }
}

//张三 吃狗粮
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2.4 向上转移和向下转型

2.4.1 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。
语法格式：父类类型对象名 = new 子类类型()

 Animal animal2 = new Dog("王五",10,true);
1

【使用场景】

直接赋值
方法传参
方法返回

直接赋值

class Animal{
    public String name;
    public int age;
    public Animal(String name,int age){
        this.name = name;
        this.age = age;
    }
    public void eat(){
        System.out.println(name + "吃饭");
    }
}
class Dog extends Animal{
    public boolean silly;
    public Dog(String name,int age,boolean silly){
        super(name,age);
        this.silly = silly;
    }
    public void eat(){
        System.out.println(name + " 吃狗粮");
    }
}

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        Dog dog = new Dog("张三",10,true);
             
        //向上转型
        //1.直接赋值
        Animal animal2 = new Dog("王五",10,true);
    }
}

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方法传参：形参为父类型引用，可以接收任意子类的对象

class Animal{
    public String name;
    public int age;
    public Animal(String name,int age){
        this.name = name;
        this.age = age;
    }
    public void eat(){
        System.out.println(name + "吃饭");
    }
}
class Dog extends Animal{
    public boolean silly;
    public Dog(String name,int age,boolean silly){
        super(name,age);
        this.silly = silly;
    }
    public void eat(){
        System.out.println(name + " 吃狗粮");
    }
}
class Cat extends  Animal{
    public Cat(String name, int age) {
        super(name, age);
    }

    @Override
    public void eat() {
        System.out.println(name + " 吃猫粮");
    }
}

public class Test {
    // 2. 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 function(Animal animal){
        animal.eat();
    }
    public static void main(String[] args) {
        Dog dog = new Dog("张三",10,true);
        function(dog);

        Cat cat = new Cat("李四",10);
        function(cat);
    }
}

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方法传参：形参为父类型引用，可以接收任意子类的对象


> **3. 作返回值：返回任意子类对象**

```java
class Animal{
    public String name;
    public int age;
    public Animal(String name,int age){
        this.name = name;
        this.age = age;
    }
    public void eat(){
        System.out.println(name + "吃饭");
    }
}
class Dog extends Animal{
    public boolean silly;
    public Dog(String name,int age,boolean silly){
        super(name,age);
        this.silly = silly;
    }
    public void eat(){
        System.out.println(name + " 吃狗粮");
    }
}
class Cat extends  Animal{
    public Cat(String name, int age) {
        super(name, age);
    }

    @Override
    public void eat() {
        System.out.println(name + " 吃猫粮");
    }
}

public class Test {
     //3.作返回值：返回任意子类对象
    public static Animal function(String var){
        if("狗" == var){
            return new Dog("张三",6,false);
        }else if("猫" == var) {
            return new Cat("李四", 6);
        }else {
            return null;
        }
    }
    public static void main(String[] args) {
        Animal animal = function("狗");
        animal.eat();
        
        animal = function("猫");
        animal.eat();

        animal = function("猪");
        animal.eat();
    }
}


//张三 吃狗粮
//李四 吃猫粮
/*Exception in thread "main" java.lang.NullPointerException
	at demo.Test.main(Test.java:62)*/
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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。

2.4.2 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，即向下转换。
在这里插入图片描述

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        Animal animal = new Cat("李四",10);
        Cat cat = (Cat)animal;
        cat.catchMouse();
    }
}
//李四抓老鼠

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向上转型.程序可以通过编程，但运行时抛出异常—因为：animal实际指向的是狗
现在要强制还原为猫，无法正常还原，运行时抛出：ClassCastException
向下转型用的比较少，而且不安全，万一转换失败，运行时就会抛异常。Java中为了提高向下转型的安全性，引入了 instanceof ，如果该表达式为true，则可以安全转换。
instanceof 关键字介绍

2.5 多态的优缺点

【使用多态的好处】

能够降低代码的 “圈复杂度”, 避免使用大量的 if - else

可扩展能力更强如果要新增一种新的形状, 使用多态的方式代码改动成本也比较低.

class Shape{
    public void draw(){
        System.out.println("画图形");
    }
}

class Rect extends Shape{
    @Override
    public void draw() {
        System.out.println("画矩形");
    }
}
class Cycle extends Shape{
    @Override
    public void draw() {
        System.out.println("画圆");
    }
}

class Triangle extends Shape{
    @Override
    public void draw() {
        System.out.println("画三角形");
    }
}
public class Test {
    public static void drawMap(Shape shape){
       shape.draw();
    }
    public static void main(String[] args) {
        drawMap(new Rect());
        drawMap(new Cycle());
        drawMap(new Triangle());
    }
}

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多态缺陷：代码的运行效率降低。

属性没有多态性当父类和子类都有同名属性的时候，通过父类引用，只能引用父类自己的成员属性
构造方法没有多态性

2.6 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

当在父类中调用子类重写方法的时候此时会调用子类重写的方法

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 TestDemo {
    public static void main(String[] args) {
        D d = new D();
    }
}
//D.func() 0
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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. 如果具备多态性，num的值应该是1.
所以在构造函数内，尽量避免使用实例方法，除了final和private方法。
结论: “用尽量简单的方式使对象进入可工作状态”, 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.

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原文地址：https://blog.csdn.net/qq_55694452/article/details/126237337

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文章目录

一、多态

2.1 多态的概念

2.2 多态实现条件

2.3 重写

2.4 向上转移和向下转型

2.4.1 向上转型

2.4.2 向下转型

2.5 多态的优缺点

2.6 避免在构造方法中调用重写的方法

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