Java基础之：OOP——多态
多态(polymorphic)即多种形态，是程序基于封装和继承之后的另外一种应用。
首先我们先看一个案例，了解为什么要使用多态。
实现一个应用 ： 1.小范既是儿子 也是 父亲 (多种形态)，2.儿子用钱买糖 ， 父亲卖报纸给商家赚钱
package polymorphic_ClassTest;
public class PolyTest {
public static void main(String[] args) {
Father father = new Father("父亲（小范）",40);
Son son = new Son("儿子（小范）",20);
Candy candy = new Candy("买糖果");
Newspaper newspaper = new Newspaper("卖报纸");
tarding(son,candy); //儿子买糖果
tarding(father,newspaper); //父亲卖报纸
//通过多态引入，我们也可以体现 儿子卖报纸 ， 父亲买糖果
tarding(father,candy);
tarding(son, newspaper);
}
//试想如果 父亲也要买糖果，那么就又需要重写一个tarding方法.....
//会有很多的组合方式，为了不重写tarding方法。引入多态的概念
//使用以前的封装+继承方法实现：
public static void tarding(Son son,Candy candy) {
System.out.println(son.getName() + "买" + candy.getName());
}
public static void tarding(Father father,Newspaper newspaper) {
System.out.println(father.getName() + "卖" + newspaper.getName());
}
//使用多态来实现：
public static void tarding(Person person,Goods goods) {
//实现原理： Son和Father继承于Person类，Candy和Newspaper继承于Goods类
System.out.println(person.getName() + " 交易 " + goods.getName());
}
}
class Person{
private String name;
public Person(String name) {
super();
this.name = name;
}
public Person() {
super();
}
public String getName() {
return name;
}
public void setName(String name) {
this.name = name;
}
}
class Son extends Person{
private int age;
public Son(String name, int age) {
super(name);
this.age = age;
}
}
class Father extends Person{
private int age;
public Father(String name, int age) {
super(name);
this.age = age;
}
}
class Goods{ //商品
private String name;
public Goods(String name) {
super();
this.name = name;
}
public Goods() {
super();
}
public String getName() {
return name;
}
public void setName(String name) {
this.name = name;
}
}
class Candy extends Goods{
public Candy(String name) {
super(name);
}
}
class Newspaper extends Goods{
public Newspaper(String name) {
super(name);
}
}
运行结果
多态的具体体现
重写与重载
public class PolyOverLoad {
public static void main(String[] args) {
//方法重载体现多态
T t = new T();
t.say(100);
t.say("tom");
}
}
class T {
public void say(String name) {
System.out.println("hi " + name);
}
public void say(int num) {
System.out.println("hello" + num);
}
}
//=======================================================
public class PolyOverride {
public static void main(String[] args) {
AA a = new AA();
a.hi("jack");
BB b = new BB();
b.hi("tom");
}
}
class AA {
public void hi(String name) {
System.out.println("AA " + name);
}
}
class BB extends AA {
@Override
public void hi(String name) { //子类hi 重写 父类的 hi
System.out.println("BB " + name);
}
}
对象的多态(编译类型与运行类型)
package polymorphic;
public class PolyTest {
public static void main(String[] args) {
/*
* 语法：父类名 对象 = new 子类构造器;（父类引用指向子类对象）
* 此时animal实际存在两种类型：1.编译类型 ；2.运行类型
* 编译类型：编译器识别时的类型，即等号左边的类型。这里animal的编译类型就是Animal
* 在程序员编译时，只能访问编译类型有的 方法和属性
* 对于对象的编译类型而言，是不变的。
* 运行类型：JVM运行时的类型，即等号右边的类型。这里animal的运行类型就是Dog
* 对于对象的运行类型而言，是可变的。
*/
//向上转型 语法：父类类型 父类对象 = new 子类类型();
Animal animal = new Dog();
animal.eat();
// animal.run(); //报错 ：The method run() is undefined for the type Animal
animal = new Cat();//改变了animal的运行类型，但编译类型不变
animal.eat();
animal.show(); //1.首先寻找在Cat中的show 2.若没有则向上寻找父类Animal的show
//向下转型 语法： 子类类型 子类对象 = (子类类型)父类对象
Cat cat = (Cat)animal;//这里是创建了一个Cat引用，让cat 指向 animal指向的那个堆地址空间
// Dog dog = (dog)animal;//要想这样向下强行转换类型，必须满足 animal堆空间中的类型就是cat
cat.drink();
}
}
class Animal{
public void eat() {
System.out.println("eat......");
}
public void show() {
System.out.println("show..........");
}
}
class Dog extends Animal{
@Override
public void eat() {
System.out.println("Dog eat......");
}
public void run() {
System.out.println("run........");
}
}
class Cat extends Animal{
@Override
public void eat() {
System.out.println("Cat eat......");
}
public void drink() {
System.out.println("drink........");
}
// public void show() {
// System.out.println("Cat show..........");
// }
}
结合实际案例理解编译类型与运行类型
- 对于编译类型和运行类型，通过这样一个现实的例子来理解。
- 大家都知道披着羊皮的狼，那可能也会有披着羊皮的人。
- 那么这里的羊皮就是编译类型，羊皮是始终不变的，不管是谁披上它，它都是羊皮。
- 而我们可以把编译器看成一个很"肤浅"的家伙，它只会看到表面的东西，所以如果在编译类型中没有的方法，不可以通过对象进行调用(即使在运行类型中确实存在此方法)。
- 这里的狼和人就是运行类型，运行类型是可变的。(羊皮可能被任何东西给披上)
- 相对于编译器而言JVM就显得有"内涵"一些了，运行类型就是在JVM运行程序时，对象实际的类型，所以运行类型可以调用在运行类型中有的方法。
- 就好比，披着羊皮的狼，你以为它是吃草的，编译器也认为它是吃草的。但它实际上是吃肉的，JVM在运行时也认为它是吃肉的。
案例说明(向上转型与向下转型)
向上转型 语法：父类类型 父类对象 = new 子类类型();
对于向上转型而言，就是将父类引用指向子类对象。
向上转型可以通过改变运行类型的方式，通过一个父类引用访问多个子类对象。
例如：
Animal animal = new Dog();
animal = new Cat();
向下转型 语法： 子类类型 子类对象 = (子类类型)父类对象;
对于向下转型而言，就是将父类对象强制转换为子类对象。
所以要做到向下转型，前提条件就是父类对象原本的运行类型就是子类类型。
例如：
Animal animal = new Dog();
Dog dog = (dog)animal;
但要注意的是，向下转型是将一个子类引用Dog指向了原来在堆空间创建的那个Dog对象。
而animal同样指向堆空间中的Dog对象，所以向下转型之后 animal (父类引用)本身不受影响。
属性多态
对于类型的属性而言，没有编译类型与运行类型的说法。
即属性只认编译类型，通过多态声明后，访问属性时，也只会返回编译类型中的属性对应的值。
public class PolyProperties {
public static void main(String[] args) {
Base base = new Base();
System.out.println(base.n); // 200
Base base2 = new Sub();
System.out.println(base2.n); // 属性没有重写之说！属性的值看编译类型
}
}
class Base {
public int n = 200;
}
class Sub extends Base {
public int n = 300;
}
instanceOf关键字
instanceOf关键字用于比较 对象的类型 是否是指定类型或其子类
public class InstanceOfTest {
public static void main(String[] args) {
AA bb = new BB();
//instanceOf 比较操作符，用于判断某个对象的运行类型是否为XX类型或XX类型的子类型
System.out.println(bb instanceof BB); // T
System.out.println(bb instanceof AA); // T
System.out.println(bb instanceof Object); // T
Object obj = new Object();
System.out.println(obj instanceof AA);// F
}
}
class AA{
}
class BB extends AA{
}
Java的动态绑定机制
-
当调用对象方法的时候，该方法会和该对象的内存地址/运行类型绑定。
-
当调用对象属性时，没有动态绑定机制，哪里声明，哪里使用。
class A {
public int i = 10;
public int sum() {
return getI() + 10;
}
public int sum1() {
return i + 10;
}
public int getI() {
return i;
}
}
class B extends A {
public int i = 20;
// public int sum() {//注销?
// return i + 20;
//}
public int getI() {
return i;
}
// public int sum1() {//注销?
// return i + 10;
// }
}
public class Test{
public static void main(String args[]){
A a = new B(); //不注销 注销
System.out.println(a.sum()); //40 =》 30
System.out.println(a.sum1()); //30 =》 20
//这里要注意，getI()方法是动态绑定在B对象上的，所以在调用A类的sum()方法时，getI()仍然会返回B类中的I的值。
}
}
多态应用案例
应用实例:现有一个继承结构如下：要求创建五个年龄不等的Person1、Student [2]和Teacher[2]对象。
调用子类特有的方法，比如Teacher 有一个 teach , Student 有一个 study怎么调用
提示 ： [实现在多态数组调用各个对象的方法]遍历+instanceof + 向下转型
package polymorphic_PolyArrays;
public class PolyArrays {
public static void main(String[] args) {
Person[] persons = {new Person("jack", 10), new Student("tom",20, 78), new Student("king",21, 68)
, new Teacher("老王", 50, 10000), new Teacher("老李", 45, 20000)};
Traverse(persons);
}
public static void Traverse(Person[] person) {
for (int i = 0; i < person.length; i++) {
if(person[i] instanceof Student) {
// ((Student)person[i]).study(); //这种方式更好
Student stu = (Student)person[i];
stu.study();
}else if(person[i] instanceof Teacher) {
// ((Teacher)person[i]).teach(); //这种方式更好
Teacher tea = (Teacher)person[i];
tea.teach();
}else {
System.out.println(person[i].say());
}
}
}
}
class Person {
private String name;
private int age;
public Person(String name, int age) {
super();
this.name = name;
this.age = age;
}
public String getName() {
return name;
}
public void setName(String name) {
this.name = name;
}
public int getAge() {
return age;
}
public void setAge(int age) {
this.age = age;
}
public String say() {
return "信息 name= " + name + " age= " + age;
}
}
class Student extends Person {
private double score;
public double getScore() {
return score;
}
public void setScore(double score) {
this.score = score;
}
public Student(String name, int age, double score) {
super(name, age);
this.score = score;
}
public void study() {
System.out.println("学生 " + getName() + " is studying java...");
}
}
class Teacher extends Person {
private double salary;
public Teacher(String name, int age, double salary) {
super(name, age);
this.salary = salary;
}
public double getSalary() {
return salary;
}
public void setSalary(double salary) {
this.salary = salary;
}
public void teach() {
System.out.println("老师 " + getName() + " is teaching java ");
}
}