Java 多态透析 详细理解

简介:

1:什么是多态

       一个对象的多种状态

       (老师)(员工)(儿子)

       教师 a =老钟;

       员工 b =老钟;

2:多态体现

  父类引用变量指向了子类的对象          Father f = new Son();

      父类引用也可以接受自己的子类对象

     1:Father类

           1:非静态成员变量x

           2:静态成员变量y

           3:非静态方法eat,方法体输出父类信息

           4:静态方法speak();方法体输出父类信息


class Father {
    int x = 1;
    static int y = 2;
 
    void eat() {
        System.out.println("开吃");
    }
 
    static void speak() {
        System.out.println("小头爸爸");
    }
}

   2:Son类

           1:非静态成员变量x

           2:静态成员变量y

           3:非静态方法eat,方法体输出子类信息

           4:静态方法speak();方法体输出子类信息


class Son extends Father {
    int x = 3;
    static int y = 4;
 
    void eat() {
        System.out.println("大头儿子很能吃");
    }
 
    static void speak() {
        System.out.println("大头儿子。");
    }
}

class Demo1 {
 
    public static void main(String[] args) {
 
        Father f = new Son(); // 父类引用指向了子类对象。
        System.out.println(f.x); // 1
        System.out.println(f.y); // 2
        f.eat(); // 输出的是子类的。
        f.speak(); // 输出的是父类
         
    }
}

  3总结:

  1:当父类和子类具有相同的非静态成员变量,那么在多态下访问的是父类的成员变量

  2:当父类和子类具有相同的静态成员变量,那么在多态下访问的是父类的静态成员变量

             所以:父类和子类有相同的成员变量,多态下访问的是父类的成员变量。

  3:当父类和子类具有相同的非静态方法(就是子类重写父类方法),多态下访问的是子类的成员方法

  4:当父类和子类具有相同的静态方法(就是子类重写父类静态方法),多态下访问的是父类的静态方法。  

多态前提

    1:类与类之间有关系,继承或者实现

多态弊端

    1:提高扩展性,但是只能使用父类引用指向父类成员。

多态特点

    非静态

     1:编译时期,参考引用型变量所属的类是否有调用的方法,如果有编译通过。没有编译失败

       2:运行时期,参考对象所属类中是否有调用的方法。

         3:总之成员函数在多态调用时,编译看左边,运行看右边。

          在多态中,成员变量的特点,无论编译和运行  参考左边(引用型变量所属的类)。

          在多态中,静态成员函数特点,无论编译和运行都参考左边

多态练习

    1:多态可以作为形参,接受范围更广的对象,避免函数重载过度使用。

       1:定义功能,根据输出任何图形的面积和周长。


abstract class MyShape{
    public abstract double getArea();
    public abstract double getLen();
}

     2:定义Rect类继承MyShape


class  Rect extends MyShape{
    double width ;
    double height;
    Rect(){
    }
    Rect(double width ,double height){
        this.width=width;
        this.height=height;
    }
    public double getArea(){
        return width*height;
    }
    public  double getLen(){
        return 2*(width+height);
    }
}

      3:定义Cricle类继承MyShape


class Circle extends MyShape{
     double r;
     public static final double PI=3.14;
     Circle(){
     }
    Circle(double r){
        this.r=r;
     }
    public double getLen(){
        return 2*PI*r;
     }
    public double getArea(){
        return PI*r*r;
     }
}

    4:定义静态方法计算任意图形的面积和周长

           1:未知内容参与运算,不能确定用户传入何种图形,使用多态。

              1:形参定义为 MyShape my

           2:调用计算面积方法,和计算周长方法。并打印

              2:使用多态特性,子类重写了父类非静态方法,会执行子类的方法。


class Demo2{
    public static void main(String[] args){
        System.out.println();
        print(new Rect(3,4)); //MyShape m =new Rect(3,4);
        print(new Circle(3));
        }
        //根据用户传入的图形对象,计算出该图形的面积和周长
        //1:多态可以作为形参,接受范围更广的对象,避免函数重载过度使用。
        public static void print(MyShape m){ 
            System.out.println(m.getLen());
            System.out.println(m.getArea());
        }      
}

 2:多态可以作为返回值类型。

获取任意一辆车对象

           1:定义汽车类,有名字和颜色,提供有参和无参构造,有运行的行为。


class Car {
    String name;
    String color;
    Car() {
    }
    Car(String name, String color) {
        this.name = name;
        this.color = color;
    }
    void run() {
        System.out.println("跑跑。。。。");
    }
}

  2:定义Bmw类,继承Car类,提供无参构造和有参构造(super父类构造),重写父类运行行为。


class Bmw extends Car {
    Bmw() {
    }
    Bmw(String name, String color) {
        super(name, color);
    }
    void run() {
        System.out.println("宝马很拉风。。。。");
    }
}

   3:定义Benz类,继承Car类,提供无参构造和有参构造(super父类构造),重写父类运行行为。


class Benz extends Car {
    Benz() {
    }
    Benz(String name, String color) {
        super(name, color);
    }
    void run() {
        System.out.println("奔驰商务首选。。。。");
    }
}

   4:定义Bsj类,继承Car类,提供无参构造和有参构造(super父类构造),重写父类运行行为。


class Bsj extends Car {
    Bsj() {
    }
    Bsj(String name, String color) {
        super(name, color);
    }
    void run() {
        System.out.println("泡妞首选。。。。");
    }
}

           5:定义静态方法,汽车工厂,随机生产汽车。使用多态定义方法返回值类型。

              1:使用(int)Math.round(Math.random()*2); 生成0-2之间随机数。

              2:使用if else 判断,指定,0,1,2 new 不同汽车 并返回。


class Demo3 {
    public static void main(String[] args) {
        int x = 0;
        while (x < 100) {
            Car c = CarFactory();
            c.run();
            x++;
        }
    }
 
    // 定义静态方法,汽车工厂,随机生产汽车。使用多态定义方法返回值类型。
    // 使用随机数,0.1.2 if 0 bsj 1 bmw 2 bc
    public static Car CarFactory() {
        int x = (int) Math.round(Math.random() * 2);
        if (0 == x) {
            return new Bmw("宝马x6", "红色");
        } else if (1 == x) {
            return new Benz("奔驰", "黑色");
        } else if (2 == x) {
            return new Bsj("保时捷", "棕色");
        } else {
            return new Benz("Smart", "红色");
        }
    }
}

3:抽象类和接口都可以作为多态中的父类引用类型。 多态之类型转型

 

1:案例定义Father类

 

       1:定义method1和method2方法


class Father {
    void method1() {
        System.out.println("这是父类1");
    }
    void method2() {
        System.out.println("这是父类2");
    }
}

  2:定义Son类继承Father类

 

       1:定义method1(重写父类method1)和method2方法


class Son extends Father {
    void method1() {
        System.out.println("这是子类1");
    }
    void method3() {
        System.out.println("这是子类3");
    }
}

    3:创建Father f=new Son();

 

       1: f.method1() 调用的子类或者父类?

 

       2: f.method2() 编译和运行是否通过?

 

       3: f.method3() 编译和运行是否通过?(编译报错)


class Demo4 {
    public static void main(String[] args) {
        Father f = new Son();
        f.method1(); // 这是子类1
        f.method2(); // 这是父类2
        // f.method3(); //编译报错。
        // 多态弊端,只能使用父类引用指向父类成员。
        // 类类型转换
        Son s = (Son) f;
        s.method3();
        System.out.println();
    }
}

    4:如何在多态下,使用父类引用调用子类特有方法。

 

       1:基本类型转换:

 

           1:自动:小->大

 

           2:强制:大->小

 

       2:类类型转换

 

           前提:继承,必须有关系

 

           1:自动:子类转父类

 

           2:强转:父类转子类

 

           3:类型转换

 

              1:Son s=(Son)f

 

              2:s.method3();

案例:

      1:定义Animal类颜色成员变量,无参构造,有参构造,run方法


class Animal {
    String color;
    Animal() {
    }
    Animal(String color) {
        this.color = color;
    }
    void run() {
        System.out.println("跑跑");
    }
}

  2:定义Dog类,继承Animal,定义无参构造,有参构造(使用super调用父类有参构造),Dog的特有方法ProtectHome


class Dog extends Animal {
    Dog() {
    }
    Dog(String color) {
        super(color);
    }
    void run() {
        System.out.println("狗儿跑跑");
    }
    void protectHome() {
        System.out.println("旺旺,看家");
    }
}

  3:定义Fish类,继承Animal,定义无参构造,有参构造(使用super调用父类有参构造),Fish特有方法swim


class Fish extends Animal {
    Fish() {
    }
    Fish(String color) {
        super(color);
    }
    void run() {
        System.out.println("鱼儿水中游");
    }
    void swim() {
        System.out.println("鱼儿游泳");
    }
}

 4:使用多态,Animal a=new Dog();

     5:调用Dog的特有方法,ProtectHome

       1:类类型转换,Dog d=(Dog)a;

       2:d.protectHome


class Demo5 {
 
    public static void main(String[] args) {
 
        Animal ani = new Dog();
        // ani.protectHome();
        // 正常转换
        Dog d = (Dog) ani;
        d.protectHome();
 
        // 多态例外
        Animal an = new Animal();
        // ClassCastException
        // Dog d=(Dog)an
 
        // 多态例外
        Animal dog = new Dog();
        // ClassCastException
        // Fish f = (Fish) dog;
 
    }
}

   6:非多态

    1:Animal a=new Animal();

       2:类类型转换

           Dog d=(Dog)a; 

           d.protectHome();

        3:编译通过,运行出现异常

           1:ClassCastException

    7:多态例外

           1:Animal  a=new Dog();

           2:类类型转换

              1:Fish f=(Fish)a;

              2:f.fish();

              3:编译通过,运行异常

                  1:ClassCastException

              4:虽然是多态,但是狗不能转为鱼,他们之间没有关系。

案例2  

    1:定义一功能,接收用户传入动物,根据用于传入的具体动物,执行该动物特有的方法

    2:使用多态,方法形参,不能确定用户传入的是那种动物

    3:使用instanceof 关键字,判断具体是何种动物,

    4:类转换,执行该动物的特有方法。


class Animal {
    String color;
    Animal() {
    }
    Animal(String color) {
        this.color = color;
    }
    void run() {
        System.out.println("跑跑");
    }
}

class Dog extends Animal {
    Dog() {
    }
    Dog(String color) {
        super(color);
    }
    void run() {
        System.out.println("狗儿跑跑");
    }
    void protectHome() {
        System.out.println("旺旺,看家");
    }
}

class Fish extends Animal {
    Fish() {
    }
    Fish(String color) {
        super(color);
    }
    void run() {
        System.out.println("鱼儿水中游");
    }
    void swim() {
        System.out.println("鱼儿游泳");
    }
}

class Bird extends Animal {
    Bird() {
    }
    Bird(String color) {
        super(color);
    }
    void run() {
        System.out.println("鸟儿空中飞");
    }
    void fly() {
        System.out.println("我是一只小小鸟。。。。");
    }
}

class Demo6 {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println();
        doSomething(new Dog());
        doSomething(new Bird());
        doSomething(new Fish());
    }
    // 定义一功能,接收用户传入动物,根据用于传入的具体动物,执行该动物特有的方法
    public static void doSomething(Animal a) {
        if (a instanceof Dog) {
            Dog d = (Dog) a;
            d.protectHome();
        } else if (a instanceof Fish) {
            Fish f = (Fish) a;
            f.swim();
        } else if (a instanceof Bird) {
            Bird b = (Bird) a;
            b.fly();
        } else {
            System.out.println("over");
        }
    }
}

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