看到这句话的时候证明:此刻你我都在努力
加油陌生人
何为多态
在Java中,多态(Polymorphism)是一种允许不同类的对象对同一消息做出响应的能力,即同一个接口可以被不同的实例以不同的方式实现。多态性是面向对象编程的一个核心概念,它使得代码更加灵活和可扩展。
多态性主要通过以下几种方式实现:
方法重载(Overloading):这是编译时多态的一个例子。方法重载允许同一个类中有多个同名方法,只要它们的参数列表不同(参数的类型、数量或顺序不同)。
方法重写(Overriding):这是运行时多态的一个例子。当子类继承父类时,子类可以重写父类的方法。如果子类对象调用了一个被重写的方法,将执行子类中的方法实现,而不是父类中的实现。
接口实现:一个类可以实现一个或多个接口,接口定义了一组方法规范,具体的实现类必须提供这些方法的具体实现。不同的实现类可以以不同的方式实现同一个接口中定义的方法。
抽象类:抽象类可以包含抽象方法,这些方法没有具体的实现,必须由继承抽象类的子类来实现。这也是一种多态的体现,因为不同的子类可以提供不同的实现。
多态的使用可以带来以下好处:
代码复用:通过继承和接口实现,可以减少代码的重复编写。
扩展性:通过多态,可以在不修改现有代码的情况下,引入新的类和对象。
灵活性:多态允许程序在运行时动态地绑定方法调用,使得程序更加灵活。
多态是Java中实现开闭原则(对扩展开放,对修改封闭)的关键机制之一,它允许程序更容易适应变化,同时保持代码的稳定性和可维护性。
多态实现的条件:
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
总的来说:多态即是不同对象,不同的的态度。
方法重载的多态
方法重载在前面其实已经说过了,下面是一个方法重载多态的情况:
public class Cat { String type="猫咪"; public void eat(){ System.out.println(type+"吃猫粮"); } public void eat(int n){ System.out.println(type+"吃"+n+"两猫粮"); } } class Test{ public static void main(String[] args) { Cat cat=new Cat(); cat.eat(); cat.eat(1); } }
上面我们对方法进行重载,然后传参不同时,同一个方法却呈现不同的打印方式即(不同的形态)。
方法重写的多态
我们先要认识,何为重写:
在Java中,重写(Overriding)是指子类提供一个特定的实现,覆盖从父类继承来的方法的实现。这是运行时多态的一个体现,意味着在程序运行时,会根据对象的实际类型来调用相应的方法。
要实现方法重写,需要满足以下条件:
方法名、参数列表和返回类型:子类重写的方法必须具有与父类被重写方法相同的方法名、参数列表和返回类型。如果返回类型不同,则不是重写,而是重载(Overloading)。
访问权限:子类重写的方法不能具有比父类更严格的访问权限。例如,如果父类中的方法是public的,子类重写的方法也必须是public或protected,但不能是private。
非静态方法:重写必须发生在非静态方法上。静态方法(Static methods)不能被重写。
非最终方法:如果父类中的方法是final的,则不能被重写。
下面是一个简单的示例,展示如何在Java中重写方法:
class Animal { public void sound() { System.out.println("Animal makes a sound"); } } class Dog extends Animal { @Override // 这是一个注解,用于指示该方法重写了父类的方法 public void sound() { System.out.println("Dog barks"); } } public class Main { public static void main(String[] args) { Animal myAnimal = new Dog(); // 向上转型 myAnimal.sound(); // 输出 "Dog barks",展示了运行时多态 } }
在这个例子中,Dog 类继承自 Animal 类,并重写了 sound() 方法。当我们创建 Dog 类的实例并将其向上转型为 Animal 类型时,调用 sound() 方法会执行 Dog 类中重写的方法,而不是 Animal 类中的原始方法。这就是多态性的一个典型应用,它允许程序在运行时根据对象的实际类型来确定调用哪个方法。
了解完重写我们在看看,下面的代码:
public class Animal { String name="aaaa"; public void eat(){ System.out.println("吃东西。。。。。"); } } class Dog extends Animal{ String name; public Dog(String name) { this.name = name; } public void eat(){ System.out.println("吃狗粮。。。"); } } class Cat extends Animal{ String name; public Cat(String name) { this.name = name; } public void eat(){ System.out.println("吃猫粮。。。"); } } class Test{ public static void main(String[] args) { Animal animal=new Dog("旺财"); animal.eat(); animal=new Cat("小黑"); animal.eat(); } }
我们在调用eat()方法时却呈现了不同的形态,即:一个吃猫粮,一个吃狗粮。
我们也可以用静态方法实现多态如下:
public class Animal { String name="aaaa"; public void eat(){ System.out.println("吃东西。。。。。"); } } class Dog extends Animal{ String name; public Dog(String name) { this.name = name; } public void eat(){ System.out.println("吃狗粮。。。"); } } class Cat extends Animal{ String name; public Cat(String name) { this.name = name; } public void eat(){ System.out.println("吃猫粮。。。"); } } class Test{ public static void eat(Animal animal){ animal.eat(); } public static void main(String[] args) { Dog dog=new Dog("旺财"); eat(dog); Cat cat=new Cat("小黑"); eat(cat); } }
这里我们在Test中实现了一个静态方法eat(Animal animal)然后传递一个对象进去即可完成多态。
其实上面的代码还涉及了,类的向上转型。我们接下来就讲讲向上转型和向下转型。
向上转型和向下转型
在Java中,向上转型(Upcasting)和向下转型(Downcasting)是面向对象编程中多态性的一部分,它们允许我们处理不同类型的对象,但以更通用的类型进行操作。
向上转型(Upcasting)
向上转型是指将子类对象赋值给父类引用的过程。向上转型是安全的,因为子类是父类的特化。这意味着子类继承了父类的所有属性和方法,所以子类对象可以被看作是父类对象。
示例代码:
class Animal { void makeSound() { System.out.println("Animal makes a sound"); } } class Dog extends Animal { void makeSound() { System.out.println("Dog barks"); } } public class Main { public static void main(String[] args) { Animal myAnimal = new Dog(); // 向上转型 myAnimal.makeSound(); // 将调用Dog类的makeSound方法 } }
在这个例子中,Dog 类是 Animal 类的子类。我们创建了一个 Dog 类的实例,并将这个实例赋值给 Animal 类型的引用 myAnimal。由于向上转型是安全的,编译器允许这样做,并且当我们调用 makeSound() 方法时,将调用 Dog 类中重写的方法。
向下转型(Downcasting)
向下转型是指将父类对象赋值给子类引用的过程。向下转型是不安全的,因为父类引用可能没有指向实际的子类对象。如果向下转型不正确,将会导致 ClassCastException。
示例代码:
class Animal { void makeSound() { System.out.println("Animal makes a sound"); } } class Dog extends Animal { void makeSound() { System.out.println("Dog barks"); } } public class Main { public static void main(String[] args) { Animal myAnimal = new Dog(); Dog myDog = (Dog) myAnimal; // 向下转型 if (myAnimal instanceof Dog) { Dog myDogSafe = (Dog) myAnimal; // 安全的向下转型 myDogSafe.makeSound(); // 将调用Dog类的makeSound方法 } else { System.out.println("myAnimal is not a Dog"); } } }
在这个例子中,我们首先向上转型,将 Dog 对象赋值给 Animal 类型的引用 myAnimal。然后我们尝试向下转型,将 myAnimal 转换为 Dog 类型的引用 myDog。如果 myAnimal 实际上指向了一个 Dog 对象,那么向下转型将成功,否则将抛出 ClassCastException。
为了安全地进行向下转型,可以使用 instanceof 操作符来检查 myAnimal 是否确实指向了一个 Dog 对象。如果 instanceof 检查为 true,那么向下转型是安全的。
注意:
向上转型后只能调用父类的成员和方法,无法再调用子类特有的成员变量或方法。
一个小坑
避免在调用构造方法时调用已经重写过的方法,否则很容易出错。
如下代码:在实例化子类对象时,我们必须先调用完成父类的构造方法,然而Animal的构造方法又调用了子类的已经重写的方法func,这时发生动态绑定,方法执行重写的func,而此时num的值未完成初始化,就打印了0出来,所以打印结果就如下图:
public class Test { public static void main(String[] args) { Dog dog=new Dog(); } } class Animal{ public void func(){ System.out.println("动物"); } public Animal(){ func(); } } class Dog extends Animal{ int num=999; public void func(){ System.out.println("狗"); System.out.println(num); } }
浅谈final关键字
第一:final修饰类,则类不能被继承
第二:修饰类的方法则方法不能被重写
第三:修饰成员变量则变量相当于常量,无法在进行修改。