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多态性

发布时间 2023-08-02 15:07:20作者: 你闯进我的星球

多态性

引入：传统的方法（形参为不同类，就要新建不同的方法）代码复用性不高，不利于代码维护

多（多种）态（状态）：方法或对象具有多种形态

多态的具体体现：

  1. 方法的多态

    方法的重载和重写都体现了多态

  2. 对象的多态

对象的多态

一个对象的编译类型和运行类型可以不一致，编译类型在定义对象时就确定了，不能改变，而运行类型可以变化，编译类型看定义时“=”的左边，运行类型看”=“的右边

编译类型和运行类型
Animal animal = new Dog();  	//编译类型为Animal，运行类型为Dog
animal = new Cat();				//animal的编译类型仍为Animal，但运行类型为Cat父类的引用指向子类的对象（或子类的对象赋给父类的引用）

person p = new student();
向上转型

本质：父类的引用指向子类的对象

语法：

父类类型 引用名 = new 子类类型();

特点：

  1. 可以调用父类中的所有成员（需遵守访问权限）

  2. 不能调用子类的特有成员

    Animal animal = new Cat();
//只能调用Animal中的方法，不能调用Cat类中的特有方法

    解释：在编译阶段，对象能调用哪些成员由编译类型决定，比如上例中在编译阶段编译器认为animal的类型为Animal，因此只能调用Animal中的成员，如果调用Cat类中的特有方法将不能被编译器识别

    image-20211207201938817

  3. 一旦编译成功，进入运行阶段，那么将会依据对象的运行类型，在调用方法时从运行类型处开始查找方法，如果运行类型中没有声明此方法，则在向上（父类中）寻找，直至找到Object类。因此一旦子类中重写了父类的方法，那么由于先从子类中查找声明方法，因此会执行该重写的方法。

向下转型

语法：

子类类型 引用名 = （子类类型）父类引用

特点：

  1. 只能强转父类的引用，不能强转父类的对象

  2. 要求父类的引用必须指向的是目标子类类型的对象（父类引用的运行类型为什么类型，向下转型才能转为哪个类型）

    Animal animal = new cat();//父类引用animal
//向下转型
Cat cat = (Cat)animal;//目标子类类型Cat

Dog dog =(Dog)animal;//报错

  3. 向下转型后可以调用子类类型中所有的成员

属性问题

属性的值由编译类型决定

class Animal{
    int ID = 1;
}
class Cat{
    int ID = 2;
}
Animal animal = new Cat();
int ID=animal.ID	//ID=1
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动态绑定机制

  1. 当调用对象方法时， 方法会和该对象的内存地址/运行类型绑定
  2. 当调用对象属性时，没有动态绑定机制，哪里声明使用哪里的属性值
public class A{
    int i = 10 ;
    public int sum(){
        return 10+getsum();
    }
    public int getsum(){
        return i
    }
}
public class B extends A{
    int i = 20;
    public int getsum(){
        return i
    }
}
public class test{
    public static void main(String[] args){
        A a = new B();
        int isum=a.sum();
        //isum=30。首先在运行类型B中看是否有sum方法，没有向父类中寻找
        //父类中的sum方法中又涉及到getsum()方法，而子类和父类都有这个方法
        //由动态绑定机制知，方法会和对象的运行类型绑定，因此会从运行类型B处寻找该方法
        //getsum返回结果20
    }
}

多态应用

多态数组

数组的声明类型为父类类型，但里面保存的元素类型为父类/子类类型

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需要注意的时，子类对象不能调用自己特有的方法，如果需要调用特有方法，需要进行向下类型转换

多态参数

方法定义的形参为父类类型，实参类型可以为子类类型

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对于对象p，如果想调用其方法时，只能调用父类中所声明的方法，但是如果子类中对父类中方法进行重写，那么则会调用子类中重写的方法，而对于子类中单独声明的方法则不能被调用。因此应用多态性需满足两个前提条件：①类的继承②子类中有重写的方法。

对象的多态性只适合于方法，不适用于属性

//举例1
class Test{
    public static void main(String[] args){
        Test t = new Test();
        t.test(new Dog());
        t.test(new Cat());
    }
    //多态性体现：父类对应多个子类，作为函数形参多个子类都可传入到函数中，而不需要创建多个不同函数形参的函数
    public void test(Animal animal){ 
        animal.eat();
    }
}
public class Animal{
    public void eat(){
        System.out.println("吃饭！");
    }
}
public class Dog extends Animal{
    public void eat(){
        System.out.println("吃骨头！");
    }
}
public class Cat extends Animal{
    public void eat(){
        System.out.println("吃鱼！");
    }
}

//举例2
class order{
    public void method(Object obj){
        
    }
}

多态性是一种运行时行为

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向下转型

如果使用多态new一个对象，那么这个对象并不能调用子类中的特有方法，但是如果想调用子类中的特有方法，可通过”向下转型（使用强制类型转换符）“，当然使用强转时可能会出现异常(ClassCastException异常)。

people p = new student();//此时p不能调用student的特有方法
student s = (student)p;//通过向下转型，s可以调用student的特有方法

如果想要向下转型成功，则new的必须为其子类

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//情况1
person p = new person();
man m = (man)p;		//报错

//情况2
object p = new man();
person m =(person)p;	//正常运行，man为person的子类，强转为man可以，则强转为person也可以

//情况3
person p = new woman();
man m = (man)p;    //报错

//情况4 直接"="
man p = new woman();	//报错
//只有两者类型相等或者是其子类的情况下才能直接用"="

instanceof关键字

a instanceof A //判断对象a的运行类型是否是类A或其子类，如果是返回true，如果不是返回false

使用情境：为了避免在向下转型时出现“ClassCastException“异常，在进行向下转型之前先用instanceof进行判断，如果为true才向下转型。

people p = new man();
if(p instanceof man){ //p instanceof man结果为true
    man m = (man)p;	  //进行转型
}