Java学习笔记(十):面向对象⑤ —— 多态性

简介: Java学习笔记(十):面向对象⑤ —— 多态性

@[toc]
  
  
  

  

为什么要有多态性

package 封装继承多态.多态性练习基本使用;

// 多态性的使用举例
public class AnimalTest {
    
    public static void main(String[] args) {
        AnimalTest test = new AnimalTest();
        test.func(new Dog());
        
        test.func(new Cat());
    }

    // 如果使用了多态性,就只用写这一个方法
    // 每个对象的eat、shout方法的不同取决于new的子类的差异
    // 如:Animal animal = new Dog();    
    // 如果Dog()换成Cat(),则下面eat、shout方法执行的结果就又不一样了    
    public void func(Animal animal){    
        animal.eat();
        animal.shout();
    }
    
    // 如果没有多态性,就会写很多如下的方法,去调用
    // 因为这些形参是写死的,是啥类型就得写啥
    public void func(Dog dog){
        dog.eat();
        dog.shout();
    }
    
    // 要想减少这样冗余的代码,就要用多态
    public void func(Cat cat){
        cat.eat();
        cat.shout();
    }
}

class Animal{
    
    public void eat(){
        System.out.println("动物,进食");
    }
    
    public void shout(){
        System.out.println("动物:叫");
    }
}

class Dog extends Animal{
    public void eat(){
        System.out.println("狗吃骨头");
    }
    
    public void shout() {
        System.out.println("汪!汪!汪!");
    }
}

class Cat extends Animal{
    public void eat(){
        System.out.println("猫吃鱼");
    }
    
    public void shout() {
        System.out.println("喵!喵!喵!");
    }
}

  

多态性的理解与使用

  

理解多态性

可以理解为一个事物的多种状态。

  

何为多态性

对象的多态性:父类的引用指向子类的对象(子类的对象赋给父类的引用)

  

多态的使用(又叫虚拟方法调用)

有了对象的多态性后,我们在编译期,只能调用父类中声明的方法;但在运行期,我们实际执行的是子类重写父类的方法。

总结:编译,看左边;运行,看右边。

  

多态性的使用前提

  1. 类的继承关系

没有继承关系就没有子父类,进而没有多态性。

  1. 方法的重写

不重写就相当于造了个新方法,跟多态没关系。

  

用代码直观理解

  
现在我们已经造好三个类了,分别是:Person类、Man类、Woman类
  

对象的多态性(再次强调!)
子类的对象赋给父类的引用(这句好理解);父类的引用指向子类的对象

  
正常来说,new对象应该这样做:

Person p1 = new Person();

  
但多态性是这样:

Person p2 = new Man();
Person p3 = new Woman();

显然new Man()是创建了子类Man的对象,new Woman()是创建了子类Woman的对象。它们都分别赋给了父类的引用类型变量p2和p3。
这就是对象的多态性!

  
多态的使用:
当调用子父类同名同参数的方法时,实际执行的是子类重写父类的方法 ——这又叫虚拟方法调用。

p2.eat();
p2.walk();
  • 编译看左:在写代码时,当写出p2.时,点儿出来的方法全是父类中的方法。即 写代码(编译)时,看等号左边的父类结构来写程序。
  • 运行看右:程序运行时,真正执行的是子类重写后的方法。即 运行时,看等号右边的子类结构来判断执行结果。

  

多态性的范围

  
对象的多态性,只适用于方法,不适用于属性 (编译和运行都看左边)
  

多态性不适用于属性

  
之前多态性说的都是关于方法,为什么不说属性呢?因为属性不在多态性使用范围内!!!

  
重写:

  • 方法:若子类重写了父类方法,就意味着子类里定义的方法彻底覆盖了父类里的同名方法,系统将不可能把父类里的方法转移到子类中。
  • 属性:对于属性则不存在这样的现象,即使子类里定义了与父类完全相同的属性,这个属性依然不可能覆盖父类中定义的属性。

  
编译运行时:

  • 方法:编译看左,运行看右
  • 属性:编译运行都看左

  
  
  

虚拟方法调用

  

正常的方法调用

等号左右两边类相同

Person p = new Person();
p.walk();
Student s = new Student();
s.walk();

  

虚拟方法调用(多态情况下)

子类中定义了与父类同名同参数的方法,在多态情况下,将此时父类的方法称为虚拟方法调用,父类根据赋给它的不同子类对象,动态调用属于子类的该方法。这样的方法调用在编译期是无法确定的。

Person p = new Student();
p.walk();        // 调用Student类(子类)的walk方法

  

编译时类型和运行时类型

编译时 p为 Person类型(等号左边父类),而方法的调用是在运行时确定的,所以调用的是Student类(等号右边子类)的walk方法。—— 动态绑定

  
在这里插入图片描述
  
  
  

方法的重载与重写

  

1、二者的定义细节

看我之前的文章!

重载:Java学习笔记(七):面向对象② —— 类与对象的结构

重写:Java学习笔记(九):面向对象④ —— 继承性

  

2、从编译和运行的角度看

重载,是指允许存在多个同名方法,而这些方法的参数不同。编译器根据方法们不同的参数列表,对同名的方法进行区分。对于编译器而言,这些同名方法就成了不同的方法。它们的调用地址在编译期就绑定了。Java的重载是可以包括父类和子类的,即子类可以重载父类的同名但不同参数的方法。
所以,对于重载而言,在方法调用之前,编译器就已经确定了所要调用的方法,这称为早绑定静态绑定

而对于多态,只有等到方法调用的那一刻,解释运行器才会确定所要调用的具体方法,这称为晚绑定动态绑定

引用一句Bruce Eckel的话:“不要犯傻,如果它不是晚绑定,它就不是多态。”

  
  
  

强制类型转换(父类数据类型转子类数据类型)

  

为什么要有强制类型转换

有了对象的多态性后,内存中实际上是加载了子类特有的属性和方法,但是由于变量声明为父类类型,导致编译时,只能调用父类中声明的属性和方法。子类特有的属性和方法不能调用。

Person p = new Man();

此时 p对象在编译时只能写 Person父类的方法,子类Man特有的方法,如:站着尿尿,不能调用。

  

如何才能调用子类特有的属性和方法?

  

向下转型:使用强制类型转换

// 把 Person类型的p,强制转换成了Man类型
Man m = (Man) p;

这样就能用Man子类特有的方法,如:m.站着尿尿();了。

  

异常情况:

之前刚才的强转,p 已由Person类型转为Man类型,如果再强转

Woman w = (Woman)p;

会出现 ClassCastException异常

这是由于强转只能发生在父类与子类之间,同级别的两个子类间不能强转。

  
  
  

instanceof关键字

  

instanceof关键字就是用来防止上面说的ClassCastException异常的。
  

格式:

a instanceof A

判断对象a是否是类A的实例对象或者A子类的实例对象。如果是,返回true;如果不是,返回false。

如果a所属的类与A类连子父类关系都没有,那编译就报错了。
  

使用情境:

为了避免在向下转型时出现 ClassCastException的异常,我们在向下转型之前,先进行 instanceof 的判断,一旦返回true,就进行向下转型;如果返回false,不进行向下转型。
  

举一反三:

如果 a instanceof A 返回true,且类B是类A的父类,则a instanceof B也返回true。

  

代码举例:

// if判断为false,不能强转
if (p instanceof Woman) {
    // 这不会执行
    Woman w = (Woman) p;
    w.goShopping();
    System.out.println("**********Woman*********");
}

// if判断为true,可以强转
if (p instanceof Man) {
    // 会执行
    Man m = (Man) p;
    m.earnMoney();
    System.out.println("*********Man************");
}

  

在这里插入图片描述

相关文章
|
5月前
|
Java API 微服务
2025 年 Java 从入门到精通学习笔记全新版
《Java学习笔记:从入门到精通(2025更新版)》是一本全面覆盖Java开发核心技能的指南,适合零基础到高级开发者。内容包括Java基础(如开发环境配置、核心语法增强)、面向对象编程(密封类、接口增强)、进阶技术(虚拟线程、结构化并发、向量API)、实用类库与框架(HTTP客户端、Spring Boot)、微服务与云原生(容器化、Kubernetes)、响应式编程(Reactor、WebFlux)、函数式编程(Stream API)、测试技术(JUnit 5、Mockito)、数据持久化(JPA、R2DBC)以及实战项目(Todo应用)。
331 5
|
2月前
|
安全 Java
使用Java多态性进行数据类型转换
以上示范了如何通过多态性来执行安全有效地对于Java对象间相互之间进行正确方式与场合下正确格式与条件限定内对于各个层级关系内部成员及其功能调取与应有操作处理过程,并通过 `instanceof`关键字确保了程序运行期间遵循逻辑合理并符合预设规则条件限定内正常工作流程而无需担忧潜藏风险问题出现可能带来影响结果质量问题情况存在可能。
107 12
|
2月前
|
Java
Java基础语法与面向对象
重载(Overload)指同一类中方法名相同、参数列表不同,与返回值无关;重写(Override)指子类重新实现父类方法,方法名和参数列表必须相同,返回类型兼容。重载发生在同类,重写发生在继承关系中。
136 1
|
2月前
|
小程序 Java 知识图谱
Java 学习笔记 —— BMI & BMR 计算器
这是一个使用 Java 编写的 BMI 与 BMR 计算器小程序,可输入年龄、性别、身高和体重,计算身体质量指数(BMI)和基础代谢率(BMR),并输出健康评估结果。通过该项目,掌握了 Java 的输入处理、数据验证、条件判断、数学运算及格式化输出等基础知识,是 Java 初学者的理想练习项目。
|
2月前
|
Java
Java 数组学习笔记
本文整理Java数组常用操作:遍历、求和、查找、最值及二维数组行求和等典型练习,涵盖静态初始化、元素翻倍、去极值求平均等实例,帮助掌握数组基础与应用。
|
2月前
|
存储 Java 关系型数据库
Java 项目实战基于面向对象思想的汽车租赁系统开发实例 汽车租赁系统 Java 面向对象项目实战
本文介绍基于Java面向对象编程的汽车租赁系统技术方案与应用实例,涵盖系统功能需求分析、类设计、数据库设计及具体代码实现,帮助开发者掌握Java在实际项目中的应用。
105 0
|
3月前
|
安全 Java 编译器
Java面向对象
本文深入讲解了Java面向对象编程(OOP)的四大特性:封装、继承、多态与抽象,以及方法的设计与使用。通过示例展示了如何用类和对象组织代码,提升程序的可维护性与扩展性。
|
4月前
|
存储 Java 测试技术
Java基础 - 面向对象
面向对象编程是Java的核心,包含封装、继承、多态三大特性。封装隐藏实现细节,提升代码可维护性与安全性;继承实现类间IS-A关系,支持代码复用;多态通过继承、重写与向上转型,实现运行时方法动态绑定,提升系统扩展性与灵活性。
|
6月前
|
人工智能 Java 编译器
Java:面向对象
本文介绍了Java编程中的核心概念,包括包的命名规范与自动导入机制、构造方法的特点与使用、`this`和`super`关键字的作用、继承的基本规则、访问权限的设置、封装的意义、多态的实现原理以及`static`关键字的用法。通过详细解析每个知识点,并结合代码示例,帮助读者深入理解Java面向对象编程的核心思想与实践技巧。内容适合初学者及进阶开发者学习参考。
160 0
|
Java 开发者
Java 面向对象新视界:揭秘子类如何“继承”父类精华,再添“创新”之笔
【6月更文挑战第16天】在Java的面向对象世界,子类继承父类的特性,如`Circle`继承`Shape`,展示“is-a”关系。子类不仅保留父类的`color`和`display`方法,还添加了`radius`属性及定制的显示逻辑。这种继承与创新允许代码复用,增强灵活性和可扩展性,使得构建复杂系统变得更加高效和模块化。通过持续的继承与定制,开发者能构建出一系列独具特色的类,充分展现面向对象编程的力量。
263 57