【Java】面向对象的三大特性之一------多态

短命女 2023-06-07 12:04 7阅读 0赞

## **1.多态** ##

**1.1多态的产生**

程序员在开发过程中，需要在代码中编写很多方法，其次，很多方法的形式差不多，那么到最后调用方法时就会很容易出错，

看下面的例子：

public class Test{
        int x;
        int y;
        int z;
        void print1(int x){
            System.out.println(x);
        }
        void print2(int x,int y){
            System.out.println(x+y);
        }
        void print3(int x,int y,int z){
            System.out.println(x+y+z);
        }
    
        public static void main(String[] args) {
            Test2 t=new Test2();
            t.print1(2);
            t.print2(2,3);
            t.print3(2,3,4);
        }
    }

这时没有用多态表示的，如果参数更多的时候，那么当调用时，就会很容易出错的，所以，引入多态。

**1.2多态（Polymorphism）**

> 在设计一个方法时，通常希望该方法具有一定的通用性。例如要实现一个动物叫的方法，由于每种动物的叫声是不同的，因此可以在方法中接受一个动物类型的参数，当传入猫或者狗的时候，就会发出相对应的叫声。在同一个方法中，这种由于参数类型不同而导致执行效果各异的现象就是多态。

对上面的例子进行多态：

public class Test {
        int x;
        int y;
        int z;
        void print(int x){
            System.out.println(x);
        }
        void print(int x,int y){
            System.out.println(x+y);
        }
        void print(int x,int y,int z){
            System.out.println(x+y+z);
        }
    
        public static void main(String[] args) {
            Test2 t=new Test2();
            t.print(2);
            t.print(2,3);
            t.print(2,3,4);
        }
    }

这个对基本数据类型进行了多态。

> 在java中为了实现多态，允许使用一个父类类型的变量来引用一个子类类型的对象，根据被引用子类对象特征的不同，得到不同的运行结果。

**1.3 多态的核心表现**

1.3.1 对象的多态性

> （1）方法的重载：同一个方法名称根据参数类型或个数不同调用不同的方法体。
> 
> 上例就是方法的重载，一般构造方法也会用到重载。
> 
> （2）方法的覆写：同一个父类的方法，可以根据实例化子类的不同也有不同的实现。

class Fanther{
        public void print(){
            System.out.println("父类方法");
        }
    }
    class Son extends Fanther{
        public void print(){
            System.out.println("子类方法");
        }
        public void print1(){
            System.out.println("子类的另一个方法");
        }
    }
    public class Test {
        public static void main(String[] args) {
            Father f=new Son();
            f.print();
        }
    }

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1.3.2对象的多态性（前提：方法覆写）

> （1）【自动，90%】对象的向上转型：父类 父类对象=子类实例；

核心本质是：使用了哪一个子类（new 在哪里），而且调用的方法是否被子类覆写了

> 语句：Father f=new Son();他将父类对象句柄指向了子类对象，实际上操作的还是子类对象，只不过将对象句柄声明为父类的数据类型。f.print()由编译器根据实际情况选择了子类的print()函数。

看下面的例子：

这个程序没有通过编译，因为f是父类的数据类型，而在父类中没有print1()方法，只有print()方法，又由于这个句柄指向子类句柄，所以只能操作子类中覆盖父类的方法。如果父类引用指向一个子类的对象，那么通过父类引用，只能调用父类所定义的允许继承的方法，如果子类重写了继承父类的方法，那么会调用子类中的方法。

> （2）【强制，1%】对象的的向下转型，子类 子类对象=（子类）父类实例

class Fanther{
        public void print(){
            System.out.println("父类方法");
        }
    }
    class Son extends Fanther{
        public void print(){
            System.out.println("子类方法");
        }
        public void print1(){
            System.out.println("子类的另一个方法");
        }
    }
    public class Test {
        public static void main(String[] args) {
             Father f=new Son();
            f.print();
            Son s=(Son) f;
            s.print1();
            
        }
    }

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【此概念一般不用】，如果想要进行向下转型，一定要先实现向上转型。 再看一个例子：

class Person{
        public void print(){
            System.out.println("1.父类方法");
        }
    }
    class Child extends Person{
        public void print(){
            System.out.println("2.子类方法");
        }
        public void print1(){
            System.out.println("3.子类的另一个方法");
        }
    }
    class Yong extends Person{
        public void print(){
            System.out.println("4.子类方法");
        }
    }
    public class Test {
        public static void main(String[] args) {
            Yong yong=new Yong();
            personPrint(yong);
        }
        public static void personPrint(Person person){
            Child child=(Child)person;
            child.print();
            child.print1();
        }
    }

这个在运行时显示错误，Yong 类型不能转换成Child类型，强制类型转换时，Person类型无法转换为Child类型。

所以，java中提供了一个instanceof，它可以判断一个对象是否为某个类（或接口）的实例或者子类实例。

> 语法格式：对象（或者对象引用变量）instanceof 类 （或接口）

class Person{
        public void print(){
            System.out.println("1.父类方法");
        }
    }
    class Child extends Person{
        public void print(){
            System.out.println("2.子类方法");
        }
    
    }
    class Yong extends Person{
        public void print(){
            System.out.println("4.子类方法");
        }
    }
    public class Test4 {
        public static void main(String[] args) {
            Yong yong=new Yong();
            personPrint(yong);
        }
        public static void personPrint(Person person){
            if(person instanceof Child){
                Child child=(Child)person;
                child.print();
               // child.print1();
            }
            else{
                System.out.println("这个人不是孩子 ");
            }
        }
    }

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对象的向上转型有一个最核心的用途：操作参数统一。

2.引用数据类型树父类的，那么该引用只能看见属于自己类型的那部分区域

当使用多态形式创建对象时：

（1）访问成员变量

编译时：需要看父类当中有没有该变量，没有就会报错；

运行时：最终访问到的成员变量是父类中的成员变量；

访问成员变量时，编译和运行都看父类的；

（2）访问成员方法

编译时：需要看父类中有没有该方法，没有就报错；

运行时：最终运行时，入栈执行的是子类中中重写的方法；

访问成员方法时：编译时看父类，运行时看子类

代码：

public class Test {
        public static void main(String[] args) {
            //不使用多态创建Father
            Father f = new Father();
            f.print();
            System.out.println(f.num);
            //使用多态的形式创建
            Father s = new Son();
            s.print();
            System.out.println(s.num);
        }
    }
    class Father{
        int num = 10;
        public void print() {
            System.out.println("Father类的打印方法");
        }
    }
    class Son extends Father{
        int num1 = 20;
        @Override//方法重写
        public void print() {
            System.out.println("Son类的打印方法");
        }
    }

结果：

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzQzNjY5MDA3_size_16_color_FFFFFF_t_70][]

**总结：**

*  对象多态性的核心在于方法的覆写；
 *  通过对象的向上转型可以实现参数的统一，向下转型可以实现子类扩充方法，一般不操作向下转型（有安全隐患）。
 *  两个没有关系的类对象是不能进行转型的，一定会产生ClassCastException.

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