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浅谈多态

2019-09-23

一、多态的概述以及使用

啥叫多态?左父右子,就叫多态。此处联想css中的子绝父相。

代码当中提现多态性,其实就是一句话:父类引用指向子类对象

格式:

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父类对象 对象名 = new 子类名称();

或者

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接口名称 对象名 = new 实现类名称();

Fu.java

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public class Fu {
public void method() {
System.out.println("父类方法");
}
public void methodFu() {
System.out.println("这是父类特有的方法");
}
}

Zi.java

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public class Zi extends Fu {
@Override
public void method() {
System.out.println("子类方法");
}
}

Demo01Multi.java

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public class Demo01Multi {
public static void main(String[] args) {

//使用多态方法
//左侧父类的引用,指向右侧子类的对象
Fu obj=new Zi();

obj.method();//子类方法。看右边new的是谁,就输出谁
obj.methodFu();
}
}

二、多态中成员变量使用特点

访问成员变量的两种方式:

  1. 直接通过对象名称访问成员变量:看等号左边是谁,优先用谁,没有则向上找
  2. 间接通过成员方法访问成员变量:看该方法属于谁,优先用谁,没有则向上找

Fu1.java

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public class Fu1 {
int num=10;
public void method() {
System.out.println("父类"+num);
}
}

Zi1.java

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public class Zi1 extends Fu1 {
int num=20;
@Override
public void method() {
System.out.println("子类"+num);
}
}

Demo02MultiField.java

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public class Demo02MultiField {
public static void main(String[] args) {
//使用多态的方法,父类引用指向子类对象,左父右子
Fu1 obj=new Zi1();
System.out.println(obj.num);//10
obj.method();//20,子类没有覆盖重写,就是父;子类如果覆盖重写,就是子

Zi1 zi=new Zi1();
System.out.println(zi.num);//20
zi.method();//20
}
}

三、多态中成员方法的使用特点

在多态的代码当中,成员方法的访问规则:

看new的是谁,就优先用谁,没有则向上找

口诀:编译看左边,运行看右边

对比:

成员变量:编译看左边,运行还看左边

成员方法:编译看左边,运行看右边

Fu2.java

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public class Fu2 {
public void method() {
System.out.println("父类方法");
}

public void methodFu() {
System.out.println("父类特有的方法");
}
}

Zi2.java

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public class Zi2 extends Fu2 {
@Override
public void method() {
System.out.println("子类方法");
}

public void methodZi() {
System.out.println("子类特有方法");
}
}

Demo03MultiMethod.java

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public class Demo03MultiMethod {
public static void main(String[] args) {
Fu2 obj=new Zi2();//多态
obj.method();//父子都有,优先用子
obj.methodFu();//子类没有,父类有,向上找

//obj.methodZi();//报错了,因为编译看左边,左边是Fu,Fu当中没有methodZi方法,所以编译报错

Zi2 zi=new Zi2();
zi.methodZi();
}
}

四、使用多态的好处

如果不用多态,只用子类,那么写法是:

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Teacher one = new Teacher();
one.work();//讲课
Assistant two = new Assistant();
two.work();//辅导

我现在唯一要做的事情,就是调用work方法,其他的功能不关心。

如果使用多态的写法,对比一下:

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Employee one = new Teacher();
one.work();//讲课
Employee two = new Assistant();
two.work();//辅导

好处:

无论右边new的时候换成哪个子类对象,等号左边调用方法不会发生变化

五、对象的向上转型与向下转型

向上转型

对象的向上转型,其实就是多态写法:

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父类名称 对象名 = new 子类名称();

//Animal animal = new Cat();
//创建了一只猫,当做动物看待,没问题。

含义:右侧创建一个子类对象,把它当做父类来看待使用。

注意事项:向上转型一定是安全的。从小范围转向了大范围,从小范围的猫,转向了更大范围的动物。

类似于:

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double num=100;//正确,int-->double,自动类型转换

向下转型

对象的向下转型,其实是一个【还原】的动作

格式:

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子类名称 对象名 = (子类名称) 父类对象;//其实类似于 int a = (double) 10.0;

//Animal animal = new Cat();//本来是猫,向上转型为动物
//Cat cat = (Cat) animal;//本来是猫,已经被当做动物了,还原为本来的猫

含义:将父类对象,【还原】成为本来的子类对象。

注意事项:

  1. 必须保证对象本来创建的时候,就是猫,才能向下转型成为猫
  2. 如果对象创建的时候本来不是猫,现在非要向下转型为猫,就会报错。java.lang.ClassCastException

类似于:

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int num = (int) 10.0;//可以
int num = (int) 10.5;//不可以,精度损失

Animal.java

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public abstract class Animal {

public abstract void eat();
}

Cat.java

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public class Cat extends Animal {

@Override
public void eat() {
// TODO Auto-generated method stub
System.out.println("猫吃鱼");
}

public void catchMouse() {
System.out.println("猫抓老鼠");
}

}

Demo04Main.java

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/*
向上转型一定是安全的,没有问题的,正确的,但是也有一个弊端:
对象一旦向上转型为父类,那么就无法调用子类原本特有的内容。

解决方案:用对象的向下转型【还原】
*/
public class Demo04Main {
public static void main(String[] args) {
// 对象的向上转型,就是:父类引用指向子类对象
Animal animal = new Cat();//本来是一只猫,向上转型为动物;向上转型必定是成功的。
animal.eat();
// animal.catchMouse();//错误写法!要改成向下转型


//向下转型,正确的转型,本来是只猫,还转换成猫,所以是正确的
Cat cat = (Cat) animal;//类似于强制转换
cat.catchMouse();//猫抓老鼠

//下面是错误的转型
//本来是只猫,现在当做狗
//Dog dog=(Dog) animal;//编译时没错,运行会出现异常。java.lang.ClassCastException
}
}

六、instanceof判断类型

如何才能知道一个父类引用的对象,本来是什么子类?

格式:

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对象 instanceof 类名称

这将会得到一个boolean值结果,也就是判断前面的对象能不能做后面类型的实例

向下转型,一定要进行instanceof判断,否则,可能会出现转换异常

Animal.java跟Cat.java跟上面那个是一个类,直接看Instanceof类

Demo02Instanceof.java

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public class Demo02Instanceof {
public static void main(String[] args) {
Animal animal = new Cat();
animal.eat();// 猫吃鱼
giveMeAPat(animal);


}

public static void giveMeAPat(Animal animal) {
// 如果希望调用子类特有方法,需要向下转型
if (animal instanceof Dog) {
Dog dog = (Dog) animal;
dog.watchHouse();
}
if (animal instanceof Cat) {
Cat cat = (Cat) animal;
cat.catchMouse();
}
}
}

七、接口多态综合案例

USB.java

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public interface USB {

public abstract void open(); // 打开设备

public abstract void close(); // 关闭设备

}

Mouse.java

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//鼠标就是一个USB设备
public class Mouse implements USB {
@Override
public void open() {
System.out.println("打开鼠标");
}

@Override
public void close() {
System.out.println("关闭鼠标");
}

public void click() {
System.out.println("鼠标点击");
}
}

Keyboard.java

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//键盘就是一个USB设备
public class Keyboard implements USB {
@Override
public void open() {
System.out.println("打开键盘");
}

@Override
public void close() {
System.out.println("关闭键盘");
}

public void type() {
System.out.println("键盘输入");
}
}

Computer.java

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public class Computer {

public void powerOn() {
System.out.println("笔记本电脑开机");
}

public void powerOff() {
System.out.println("笔记本电脑关机");
}

// 使用USB设备的方法,使用接口作为方法的参数
public void useDevice(USB usb) {
usb.open(); // 打开设备
if (usb instanceof Mouse) { // 一定要先判断
Mouse mouse = (Mouse) usb; // 向下转型
mouse.click();
} else if (usb instanceof Keyboard) { // 先判断
Keyboard keyboard = (Keyboard) usb; // 向下转型
keyboard.type();
}
usb.close(); // 关闭设备
}

}

DemoMain.java

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public class DemoMain {

public static void main(String[] args) {
// 首先创建一个笔记本电脑
Computer computer = new Computer();
computer.powerOn();

// 准备一个鼠标,供电脑使用
// Mouse mouse = new Mouse();
// 首先进行向上转型
USB usbMouse = new Mouse(); // 多态写法
// 参数是USB类型,我正好传递进去的就是USB鼠标
computer.useDevice(usbMouse);

// 创建一个USB键盘
Keyboard keyboard = new Keyboard(); // 没有使用多态写法
// 方法参数是USB类型,传递进去的是实现类对象
computer.useDevice(keyboard); // 正确写法!也发生了向上转型
// 使用子类对象,匿名对象,也可以
// computer.useDevice(new Keyboard()); // 也是正确写法

computer.powerOff();
System.out.println("==================");

method(10.0); // 正确写法,double --> double
method(20); // 正确写法,int --> double
int a = 30;
method(a); // 正确写法,int --> double
}

public static void method(double num) {
System.out.println(num);
}

}

八、多态的练习题

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package homework;

class A {
public String f(D obj) {
return ("A and D");
}
public String f(A obj) {
return ("A and A");
}
}
class B extends A {
public String f(B obj) {
return ("B and B");
}
public String f(A obj) {
return ("B and A");
}
}
class C extends B {

}
class D extends B {

}
public class Homework02 {
/*
* 这个地方需要注意的点:
* 1. 如果public String f(A obj)方法传进来的对象是B对象,发现没有,就会自动向上转型!因为B extends A
* 2. 向上转型的写法中:A a2=new B();a2调用变量是A中的,调用方法是B中的(只能是A中已有的方法,被重写的可以被调用,独有的是不可以被调用的)
*/
public static void main(String[] args) {
A a1=new A();
A a2=new B();
B b=new B();
C c=new C();
D d=new D();

System.out.println(a1.f(a1));// A and A
System.out.println(a1.f(b));// A and A
System.out.println(a1.f(c));// A and A
System.out.println(a1.f(d));// A and D

System.out.println(a2.f(a1));//B and A
System.out.println(a2.f(b)); //B and A
System.out.println(a2.f(c));//B and A
System.out.println(a2.f(d));//A and D

System.out.println(b.f(a1));//B and A
System.out.println(b.f(b));//B and B
System.out.println(b.f(c));//B and B
System.out.println(b.f(d));//A and D
}
}
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