多态

Java作为面向对象的语言，可以描述一个事物的多种形态。如Student类继承了Person类，一个Student的对象便既是Student，又是Person。

Java中多态的代码体现在一个子类对象(实现类对象)既可以给这个子类(实现类对象)引用变量赋值，又可以给这个子类(实现类对象)的父类(接口)变量赋值。

 

定义：父类引用变量指向子类对象

多态的前提：必须有子父类关系 或者 类实现接口关系，否则无法完成多态。

在使用多态后的父类引用变量调用方法时，会调用子类重写后的方法。

 

1定义与使用格式

　　父类类型  变量名 = new 子类类型();

　　变量名.方法名(); 

例：普通类多态：

public class Fu {
	int a=1;
	
	public void method(){
		System.out.println("这是父类方法");
	}
}

 

public class Zi extends Fu{
	int a=2;
	public void method(){
		System.out.println("这是子类方法");
	}
	public void zi(){
		System.out.println("这是子类方法2");
	}
}

 

public class Test {
	public static void main(String[] args) {		
		Fu f=new Zi();
		System.out.println(f.a);		
		f.method();		
	}
}

 

抽象类多态：

public abstract class Animal {
	public abstract void sleep();
}

 

public class Dog extends Animal{
	public void sleep(){
		System.out.println("狗趴着睡觉");
	};
}

　　

public class Test {
	public static void main(String[] args) {
		Animal an=new Dog();
		an.sleep();
	}
}

 

接口多态：

public interface JiDu {
	public abstract void jidu(); 
}

 

public class Pig implements JiDu{	
	public void jidu() {
		System.out.println("缉毒猪在缉毒");		
	}	
}

　　

public class Test {
	public static void main(String[] args) {		
		JiDu jd=new Pig();
		jd.jidu();		
	}
}

 

自己理解： 

JiDu jd=new Pig();

正常建对象是 Pig p=new Pig();

这样jd和p都引用了Pig()的地址，也可以说pig()有了两种状态，这就是多态。

 

2 多态--成员的特点

2.1多态中成员变量的特点：

当子父类中出现同名的成员变量时，多态调用该变量时：

编译时期：参考的是引用型变量所属的类中是否有被调用的成员变量。没有，编译失败。（看父）

运行时期：调用引用型变量所属的类中的成员变量。（看父）

简单记：编译和运行都参考等号的左边。编译运行看左边。

 

2.2多态中成员方法的特点：

同一个父类的方法会被不同的子类重写。在调用方法时，调用的为各个子类重写后的方法。

编译时期：参考引用变量所属的类，如果类中没有调用的方法，编译失败。（看父）

运行时期：参考引用变量所指的对象所属的类，并运行对象所属类中的成员方法。（调用子）。子类独有的方法无法调用。

简单记：编译看左边，运行看右边。

 

3 instanceof关键字

可以通过instanceof关键字来判断某个对象是否属于某种数据类型。

例：

public class Animal{}  //动物类

public class Cat extends Animal{} //猫类

public class Person extends Animal{} //人类

public class Pot{} //锅类

 

public class Test {
	public static void main(String[] args) {
		Animal an=new Person();
		System.out.println(an instanceof Cat);
		System.out.println(an instanceof Person);		
		System.out.println(an instanceof Object);
	}
}

 

但是如果

System.out.println(an instanceof Pot); 就编译失败

 

所以只有同体系才能比较，不同的直接编译失败。

 

4多态转型

4.1向上转型

当有子类对象赋值给一个父类引用时，便是向上转型，多态本身就是向上转型的过程。

格式：

　　父类类型  变量名 = new 子类类型();

个人理解：double b=100;（小转大）与这个同理

 

4.2向下转型

一个已经向上转型的子类对象可以使用强制类型转换的格式，将父类引用转为子类引用，这个过程是向下转型。

如果是直接创建父类对象，是无法向下转型的（先向上转了，才能向下转）

格式：

　　子类类型 变量名 = (子类类型) 父类类型的变量; 

例：

public abstract class Animal{
	public abstract void eat();
}

 

public class Cat extends Animal{	
	public void eat() {		
		System.out.println("猫吃鱼");
	}
	public void cathMouse(){
		System.out.println("猫抓老鼠");
	}	
}

 

public class Dog extends Animal{	
	public void eat() {
		System.out.println("狗吃骨头");		
	}
	public void lookhome(){
		System.out.println("狗看家");
	}	
}

 

public class Test {
	public static void main(String[] args) {
		Animal d=new Dog();
		d.eat();		
		Animal c=new Cat();
		c.eat();			
		
		Dog d2=(Dog)d;
		Cat c2=(Cat)c;
		d2.lookhome();
		c2.cathMouse();		
	}
}

 

但是如果写成这样：

Cat c2=(Cat)d;

可以编译，但会出现异常：

 

所以，向下转时，必须用instanceof加个判断

public class Test {
	public static void main(String[] args) {
		Animal d=new Dog();
		d.eat();		
		Animal c=new Cat();
		c.eat();
		
		method(d);		
		method(c);	
		
	}
	public static void method(Animal an){
		if(an instanceof Dog){
			Dog d2=(Dog)an;
			d2.lookhome();
		}else if(an instanceof Cat){
			Cat c2=(Cat)an;
			c2.cathMouse();
		}
	}
}

 

5多态的好处与弊端

好处：隐藏了子类类型，提高了代码的扩展性

弊端：只能使用父类共性的内容，而无法使用子类特有功能，功能有限制。

 

6 什么时候使用

6.1什么时候使用向上转型：

当不需要面对子类类型时，通过提高扩展性，或者使用父类的功能就能完成相应的操作，这时就可以使用向上转型。

 

6.2什么时候使用向下转型

当要使用子类特有功能时，就需要使用向下转型。

向下转型的好处：可以使用子类特有功能。

向下转型的弊端：需要面对具体的子类对象；在向下转型时容易发生ClassCastException类型转换异常。在转换之前必须做类型判断。

 

7多态举例

7.1传参

  

public interface USB {
	public abstract void openUsb();
	public abstract void closeUsb();
}

 

public class Notebook{
	public void run(){
		System.out.println("笔记本运行");
	}
	public void shutdown(){
		System.out.println("笔记本关机");
	}
	
	//usb方法，传一个usb对象
	public void useUsb(USB u){
		u.openUsb();
		u.closeUsb();
	}
}

 

public class Mouse implements USB{	
	public void openUsb() {
		System.out.println("插上鼠标");		
	}	
	public void closeUsb() {
		System.out.println("拔下鼠标");		
	}	
}

 

public class Keyboard implements USB{	
	public void openUsb() {
		System.out.println("插上键盘");		
	}	
	public void closeUsb() {
		System.out.println("拔下键盘");		
	}
}

 

public class Test {
	public static void main(String[] args) {
		Notebook n=new Notebook();
		Mouse m=new Mouse();
		Keyboard k=new Keyboard();
		
		n.run();
		n.shutdown();
		n.useUsb(m);
		n.useUsb(k);		
	}
}

 

分析：这里最关键的就是：public void useUsb(USB u){}

这里参数是传一个USB类型的对象

假设当传值时，传入一个鼠标对象m（Mouse m=new Mouse();）

那么调用方法的同时，相当于实现了一个多态：

USB u=new Mouse();

这是多态最常见的应用。

 

之前集合ArrayList的方法Add(Object obj)，参数是一个Object类型的对象，但是实际用时，是传入一个集合中存放的对象的类型的对象（就是存什么，就传什么），这也是一种多态。

 

7.2 返回值

如果一个方法的返回值类型是父类，那么可以返回一个子类对象。

例：

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

 

public class Son extends Father{
	public void test(){
		System.out.println("子类方法");
	}
}

 

public class Test {
	public static void main(String[] args) {		
		Father f=methods();
		f.test();
		System.out.println(f instanceof Son);
        System.out.println(f instanceof Father);
	}
	
	public static Father methods(){ //返回值是父类
		return new Son();	//返回子类对象
	}
}

 

8 总结：封装、继承、多态的作用

封装：把对象的属性与方法的实现细节隐藏，仅对外提供一些公共的访问方式

继承：子类会自动拥有父类所有可继承的属性和方法。（抽象类，接口都体现了继承）

多态：父类引用变量指向子类对象。配合继承与方法重写提高了代码的复用性与扩展性；如果没有方法重写，则多态同样没有意义。

 

扩展：java面试题，可以经常看看，例：

https://blog.csdn.net/linzhiqiang0316/article/details/80473906