【基础篇】java的多态到底是什么?(详细案例逐步分析)

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本文已参与[新人创作礼]活动,一起开启掘金创作之路。

哈喽,大家好!我是Why,一名在读学生,目前刚刚开始进入自己的编程学习生涯。虽然学习起步较晚,但我坚信做了才有0或1的可能。学了一段时间以后也是选择在掘金上分享自己的日常笔记,也希望能够在众多道友的大家庭中打成一片。 本文主要讲解java实现单链表,如果大家读后觉得有用的话,还请大家多多支持博主:欢迎 ❤️点赞👍、收藏⭐、留言💬 ✨✨✨个人主页:JinHuan

文章目录

🌾概念

多态,简单来说就是一种事物的多种形态。在java中即指一个实体在不同时刻代表的对象可能不一样。

原因在与对象都是引用数据类型。可以理解为父类型的引用指向了子类型的对象,或者是接口的引用指向接口实现类的对象。

举一个栗子,当你考试的时候有一个问题让你随便写一个动物的名字,此时,你写熊猫也好,长颈鹿也罢,只要它属于动物就行,这就是最基本的“多态”。再进一步,这些动物都要进食,我们就可以把进食设置为一个方法,但是每种动物的进食方法不一样,那这个就可以设置每个动物进食的特征。这样当我们说的动物不相同的时候,虽然使用了所有动物的特性——进食,但是又能把进食这个行为描述的更具体。
在这里插入图片描述

✨前提引入

🍎向上转型

子 —> 父(自动类型转换)

🍎向下转型

父 —> 子(强制类型转换,需要加强制类型转换符)

不要随便做强制类型转换。
当你需要访问的是子类对象中“特有”的方法,此时必须进行向下转型

🍎instanceof 运算符

🎯使用说明

第一:instanceof可以在运行阶段动态判断引用指向的对象的类型。
第二:instanceof的语法:
(引用 instanceof 类型)
第三:instanceof运算符的运算结果只能是:true/false
第四:a是一个引用,a变量保存了内存地址指向了堆中的对象。
假设(a instanceof A)为true表示:
a引用指向的堆内存中的java对象是一个A
false表示:
a引用指向的堆内存中的java对象不是一个A

🎯注意:

任何时间,对类型进行向下转型时,一定要使用
instanceof 运算符进行判断

🥝好处:

使用该关键字都可以避免ClassCastException异常

💎基础语法

1、包括编译阶段和运行阶段:

编译阶段:绑定父类的方法。
运行阶段:动态绑定子类型对象的方法。

简单来说就是编译阶段的类型是父类的,但是实际在运行的时候最终调用了子类的方法

也可以理解为:

多态表示多种形态:

编译的时候一种形态。
运行的时候另一种形态。

2、易错点:

多态情况下,子父类存在同名的成员变量或者静态成员方法的时候,访问的都是父类成员的变量或者方法

存在同名的非静态的成员方法的时候,访问的是子类的成员方法

3、使用场景

继承关系 满足 is a ;例如:A is a B!
实现关系 满足 has a ;例如:A has a B!
有方法的覆盖

4、好处

提高程序的扩展性
降低程序的耦合度
可以将所有的对象都看做是父类的,进而屏蔽了不同子类对象之间的差异性

🏓多态语法实例

package com.blog;


/**
 * @author 尽欢
 */
public class Test{
    public static void main(String[] args) {
        //之前创建对象
        Animal animal01 = new Animal();
        Cat cat01 = new Cat();
        Dog dog01 = new Dog();
        Pig pig01 = new Pig();

        //学了多态以后创建对象 为什么可以这样? 因为有继承关系,满足 is a
        //切记,是父类型的引用    指向  子类型的对象
        Animal a1 = new Cat();
        Animal a2 = new Pig();

        //能不能这样呢?不可以 为什么?因为二者没有继承关系 is a虽然说的通,但是有继承关系这个前提不满足
        //Animal a3 = new Dog();

        /**
         * 多态之间的转换
         *      向上转型以及乡下转型
         * */
        //此时创建一个Animal对象,底层实际上是一只猫咪
        Animal a4 = new Cat();
        //调用子类继承过来的方法会是什么结果呢?执行子类重写的方法
        a4.eat();//猫咪在吃鱼!
        /*
        分析一下:
          java程序分为编译阶段和运行阶段。
            编译阶段:
                对于编译器来说,编译器只知道a4的类型是Animal类型
                编译器发现该对象要调用 eat这个方法,就会去Animal的
                类文件中找eat()方法,找到了对应的eat方法,直接绑定,
                静态绑定成功
                编译通过,而后进入运行阶段
            运行阶段:
                a4这个引用实际上指向了在堆内存中创建的Cat对象,
                所以eat的时候,真正实现该方法的实际上是该Cat对象
                所以运行阶段会动态执行Cat对象的eat()方法
                动态绑定成功
        */

        // 那么能否调用猫咪独有的方法呢? 不能!
        //a4.fish(); 报错了,为什么?这个引用不是实际指向了cat对象吗?为什么不能调用呢?
        /*
         * 继续分析:
         *      程序运行时,第一步,编译成class文件
         *      编译阶段,编译器发现a4是一个Animal类型的对象
         *      该对象要调用 fish() 这个方法————这也叫静态绑定
         *      于是就去Animal的类文件中寻找该方法
         *           结果没有找到,显示错误,直接编译失败
         *      程序退出
         */

        //那么怎么调用猫咪独有的方法呢?   向下转型
        Cat newCat = (Cat) a4;
        /*
        向下转型需要注意什么?   注意转换类型
        下面两行代码并没有报错,也就是说这样写实际上是“合法”的,因为编译器没有给我们警告提示
        虽然我们知道a4实际上是一个猫咪。但是我们却可以直接强转为猪猪,
        猪猪和猫咪之间又没有继承关系,这显然是不合理的,但是为什么就是能转换成功呢?
           因为编译阶段的 a4 是一个Animal类型  Animal和Pig有没有及成果关系?  有
           所以能转换
           但是编译阶段,什么情况!一个猪类型的引用怎么想要指向猫类型的对象?
           赶紧报错!!于是出现这个异常:
           java.lang.ClassCastException:类型转换异常
        */

        Pig newPig = (Pig) a4;
        newPig.sleep();

        //怎么避免这类异常呢?
        //instanceof关键字
        if(a4 instanceof Pig){
            //进来了说明a4就是一个猪猪类型的对象
            Pig realPig = (Pig) a4;
        }
    }
}

/**
 * 动物类:父类
 * */
class Animal{
    /**
     * 所有动物的默认进食方法
     * */
    public void eat(){
        System.out.println("动物在吃东西!");
    }
}

/**
 * 猪猪类:动物类的子类
 * */
class Pig extends Animal {
    @Override
    /**
     * 重写父类的方法
     * */
    public void eat() {
        System.out.println("猪猪在吃白菜!");
    }
    /**
     * 自己独有的方法
     * */
    public void sleep(){
        System.out.println("猪猪在睡觉!");
    }
}

/**
 * 猫咪类:动物类的子类
 */
class Cat extends Animal {
    /**
     * 重写父类的方法
     * */
    @Override
    public void eat() {
        System.out.println("猫咪在吃鱼!");
    }
    /**
     * 自己独有的方法
     * */
    public void fish(){
        System.out.println("猫咪在捕鱼!");
    }
}

/**
 * 狗狗类:没有继承动物类
 * */
class Dog {
    /**
     * 自己独有的方法
     * */
    public void play(){
        System.out.println("狗狗在摇尾巴!");
    }
}

🐳案例—为什么要用 if instanceof ?

package com.blog;

/**
 * @Author jinhuan
 * @Date 2022/3/23 12:46
 * Description:
 */
public class instanceofTests {

    /**
     *
     * 有时候我们往往站在一个上帝视角去看问题
     * 比如我们以为明明知道狗狗就是一个动物,那么为什么还要去判断类型呢?
     * 其实实际的开发中大多都是团队合作,到底底层传递来的是什么类型的数据,有时候我们真的不知道
     *
     * */

    public static void main(String[] args) {
        test(new Cat());
        test(new Pig());
        test(new Dog());
        test(new Animal());
    }
    
    /*
     * 假设程序员A在调用的test方法的时候,由于并不知道具体传递的是什么类型
     * 但是知道是一个动物,要求我们对test方法进行扩展
     * 使得:
     *      如果test接收的对象有自己独有的方法时,展示其独有的方法
     *      如果没有的话就展示动物都具有的方法
     */
    
    /*原方法
        static void test(Animal animal){
            animal.eat();
        }
    */

    /**
     * 扩展后的方法
    * */
    static void test(Animal animal){

        if(animal instanceof Cat){
            ((Cat) animal).fish();
        }else if(animal instanceof Dog){
            ((Dog) animal).play();
        }else if(animal instanceof Pig){
            ((Pig) animal).sleep();
        }else {
            animal.eat();
        }

    }
}

class Animal{
    public void eat(){
        System.out.println("动物在吃东西!");
    }
}
class Dog extends Animal{
    @Override
    public void eat(){
        System.out.println("狗狗在啃骨头!");
    }
    public void play(){
        System.out.println("狗狗在摇尾巴!");
    }
}
class Pig extends Animal{
    @Override
    public void eat() {
        System.out.println("猪猪在吃白菜!");
    }
    public void sleep(){
        System.out.println("猪猪在睡觉!");
    }
}
class Cat extends Animal{
    @Override
    public void eat() {
        System.out.println("猫咪在吃鱼!");
    }
    public void fish(){
        System.out.println("猫咪在捕鱼!");
    }
}

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🤡写在最后

以上均为本人个人观点,借此分享。如有不慎之处,劳请各位批评指正!鄙人将不胜感激并在第一时间进行修改!另外,我自己整理了一些资源(笔记、书籍、软件等)分享在我的公众号上,非常欢迎大家来访白嫖和博主做朋友,一起学习进步!最后别忘啦支持一下博主哦,求三连!❤️❤️❤️

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