本文将介绍 Java 语言中面向对象的多态性。
多态是同一个行为具有多个不同的表现形态或形式的能力。
比如:
小阿 giao,他是一名主播,同样也是一个人。
小阿 giao 是一个对象,
这个对象既有主播形态,也有人类形态。
一个对象,拥有多种形态,这就是对象的多态性。
多态在代码中的体现
如何用代码来表现多态性?
其实就是一句话:父类引用指向子类对象。
父类名称 对象名 = new 子类名称();
不一定非得是父类引用,还可以这样:
接口名称 对象名 = new 实现类名称();
创建一个父类 :
public class A {
public void method() {
System.out.println("父类方法");
}
}
创建一个子类继承父类并覆盖重写父类的 method
方法:
public class B extends A {
@Override
public void method() {
System.out.println("子类方法");
}
}
使用多态写法:
public class Main {
public static void main(String[] args) {
A a = new B();
a.method();
}
}
输出结果:
子类方法
输出的是子类的方法,如果父类有的方法子类没有覆盖重写,那么就会向上查找,即子类没有,就找父类。
我们在父类里添加一个新的方法:
public class A {
public void method2() {
System.out.println("父类特有的方法");
}
}
子类不去覆盖重写:
public class B extends A {
// 什么都不写
}
调用一下这个方法:
public class Main {
public static void main(String[] args) {
A a = new B();
a.method2();
}
}
输出结果:
父类特有的方法
小结一下:
- 直接通过对象名称访问成员变量,等号左边你 new 了谁,优先用谁的方法,如果没有,则向上找
多态中成员方法的使用特点
有一句口诀:编译看左边,运行看右边。(这里的左边指的是等号的左边,右边指的是等号的右边)
什么意思呢?先上代码:
新建一个父类,写两个方法 eat
和 giao
,注意,giao
方法是父类特有的,子类不覆盖重写:
public class Animal {
public void eat() {
System.out.println("动物吃东西");
}
public void giao() {
System.out.println("动物在giao");
}
}
新建一个子类继承父类并覆盖重写父类的 eat
方法,然后写一个特定的方法 run
:
public class Cat extends Animal {
@Override
public void eat() {
System.out.println("猫在吃鱼");
}
public void run() {
System.out.println("猫在跑");
}
}
调用一下各个方法:
public class Main {
public static void main(String[] args) {
Animal a = new Cat();
a.eat(); // 输出:猫在吃鱼
a.giao(); // 输出:动物在giao
a.run(); // 编译错误
}
}
一行一行来解释:
- 第 3 行,多态写法,父类引用指向子类对象
- 第 4 行:调用
eat
方法,因为eat
方法父子类都有,所以优先使用子类的,输出:猫在吃鱼。没毛病 - 第 5 行:调用
giao
方法,这是父类特有的方法,子类没有,所以向上找,输出:动物在giao。也没毛病 - 第 6 行,调用
run
方法,这是子类的特有方法,口诀:编译看左边。左边是父类,父类中没有run
方法,所以编译报错(具体原因是: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,比如run
方法)
如果要想使用 run
方法,就得在父类中创建。
成员变量与成员方法的对比
- 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
多态的好处
假设我们有三个类,都有 work
方法:
-
员工类(父类)
work(); // 抽象的
-
讲师类(子类)
work(); // 讲课
-
助教类(子类)
work(); // 辅导
如果不用多态写法,只用子类:
Teacher t = new Teacher();
t.work(); // 老师讲课
Assistant a = new Assistant();
a.work(); // 助教辅导
我们唯一要做的事情就是调用 work
方法,不关心你是讲课还是辅导。
如果使用多态写法:对比一下上面的代码:
Employee t = new Teacher();
t.work();
Employee a = new Assistant();
t.work();
好处就一目了然了:无论右边 new 的时候换成哪个子类对象,等号左边调用的方法都不会改变。
当然还有其他的好处,以后会慢慢学习到。
对象的向上转型
对象的向上转型其实上面以及写过了,其实就是多态写法。
格式:
父类名称 对象名 = new 子类名称();
Animal animal = new Cat();
含义:
右侧创建一个子类对象,把它当作父类来看。
创建了一只猫,当作动物来看待。
注意:向上转型一定是安全的。但是也有个弊端,一旦对象向上转型为父类,那么就无法调用子类原本特有的内容(解决方案:向下转型)。
对象的向下转型
对象的向下转型,其实就是一个还原的动作。
格式:
子类名称 对象名 = (子类名称) 父类对象;
含义:
将父类对象还原为本来的对象。
简单来说,本来它是猫,经过向上转型为动物,再向下转型还原成猫。
Animal animal = new Cat(); // 本来是猫,向上转型为动物
Cat cat = (Cat) animal; // 本来是猫,已经被当作是动物了,还原为猫
类似于这样:
int num = (int) 10.0; // true
int num = (int) 10.5; // false -> 精度损失
注意事项:
1、必须保证对象本来创建的时候就是猫,才能向下转型为猫
2、如果对象创建的时候不是猫,现在非要向下转型为猫,你说你是不是沙雕?报错:ClassCastException
使用 instanceof 关键字进行类型判断
有一个问题:如何知道一个父类引用的对象,本来是什么子类?
简单来说,就是你怎么知道父类的引用指向的本来是猫还是狗呢?
答案是:使用关键字 instanceof
。
格式:
对象名称 instanceof 子类名称
返回的是一个 boolean
类型:
public class Main {
public static void main(String[] args) {
Animal animal = new Cat(); // 本来是猫
animal.eat(); // 猫吃鱼
// 如果希望使用子类特有的方法,需要向下转型
if (animal instanceof Cat) { // true
Cat cat = (Cat) animal;
cat.run(); // 猫在跑
}
}
}
注意:使用向下转型,一定要使用 instanceof
关键字进行判断,避免 ClassCastException
异常。