【Java0基础学Java第八颗】 — 继承与多态 — 多态

8.继承与多态

  • 8.2 多态
    • 8.2.1 多态的概念
    • 8.2.2 多态实现条件
    • 8.2.3 重写
    • 8.2.4 向上转型和向下转型
    • 8.2.5 向下转型
    • 8.2.6 多态的优缺点
    • 8.2.7 避免在构造方法中调用重写的方法

8.2 多态

8.2.1 多态的概念

通俗来说就是多种形态,具体点就是去完成某个行为,当不同的对象去完成时会产生出不同的状态
就比如打印机,彩色打印机和黑白打印机,打印出的效果一个是彩色,一个是黑白。

即:同一件事情,发生在不同对象身上,就会产生不同的结果

8.2.2 多态实现条件

在Java中要实现多态,必须要满足以下条件:

  1. 必须在继承体系下
  2. 子类必须要对父类方法进行重写
  3. 通过父类的引用调用重写的方法

多态的体现:在代码运行时,当传递不同类对象时,会调用对应类中的方法。

8.2.3 重写

重写(override):也称为覆盖。重写是子类对父类非静态、非private修饰,非final修饰,非构造方法等的实现过程进行重新编写, **返回值和形参都不能改变。即外壳不变,核心重写!**重写的好处在于子类可以根据需要,定义特定于自己的行为。 也就是说子类能够根据需要实现父类的方法。
重写的规则

  1. 方法名一样
  2. 参数列表相同(个数、数据类型、顺序)
  3. 返回值一样

注意: 不能被重写的4种情况

  1. 被final修饰的方法 不可以被重写。这个方法叫做密封方法。
    public final void eat() {
        System.out.println(this.name+" 正在吃。。。");
    }
  1. 被static修饰的方法 不能被重写
public static void eat() {
        System.out.println(this.name+" 正在吃。。。");
    }
  1. 子类重写父类方法的时候,子类的方法访问修饰限定符要>=父类
// 父类的方法  
//当父类的方法修饰限定符是 默认defau时,子类的方法访问修饰限定符可以是protected、public
public void eat() {
        System.out.println(this.name+" 正在吃。。。");
    }
    
//子类的方法 
public void eat() {
        System.out.println(this.name+" 正在吃狗粮...");
    }
    1. 被private修饰的方法 是不被重写的

重写和重载的区别
重写的方法名和参数都一样,而重载的方法名相同,参数不同
即:方法重载是一个类的多态性表现,而方法重写是子类与父类的一种多态性表现。

通过反汇编代码:

动态绑定:子类和父类都有 编译得时候认为 还是确认调用了父类得eat方法
运行得时候 绑定到子类当中

  • 父类引用 引用 子类对象;
  • 通过父类引用 去调用 父类 和子类 同名的方法。

静态绑定:编译的时候就已经确定调用哪个方法了,如下dog.barks(10);

8.2.4 向上转型和向下转型

向上转型:实际就是创建一个子类对象,将其当成父类对象来使用。
语法格式:父类类型 对象名 = new 子类类型()

  1. 直接赋值
Animal animal = new Dog("旺财",10,"红色"); //直接赋值
  1. 方法传参
	// 方法传参 :形参作为父类引用,可以接受任意子类的对象
    public static void fun(Animal animal) {
        animal.eat();// 发生了多态
    }

    public static void main(String[] args) {
        Dog dog = new Dog("旺财",3,"红色");
        fun(dog);

        Bird bird = new Bird("布谷",1);
        fun(bird);
    }

同一个引用 调用了 同一个方法,当是因为引用的对象不一样,所表现的行为不一样,称为多态。

  1. 方法返回
	//  通过返回值,进行向上转型
    public static Animal fun2() {
        return new Dog("旺财",3,"红色");
    }

向下转型能让代码变得更加简单灵活,缺点就是不能调用到子类特有的方法。

8.2.5 向下转型

Java中为了提高向下转型的安全性,引入了instanceof ,如果该表达式为true,则可以安全转换。

    public static void main(String[] args) {
        Animal animal2 = new Bird("布谷",1);
        //animal2.eat();
        //animal2.fly();

        Bird bird = (Bird) animal2;
        bird.fly();

        Animal animal1 = new Dog("旺财",3,"红色");
        if (animal1 instanceof Bird) {
            Bird bird2 = (Bird) animal1;
            bird2.fly();
        }else {
            System.out.println("不一定所以的动物都是鸟");
        }
    }

8.2.6 多态的优缺点

使用多态的好处:

  1. 能够降低代码的圈复杂度,避免使用大量的if-else
    用if-else:
class Shape {
    public void draw() {
        System.out.println("画图形");
    }
}
class Cycle extends Shape {
    @Override
    public void draw() {
        System.out.println("⚪");
    }
}
class Rect extends Shape {
    @Override
    public void draw() {
        System.out.println("矩形");
    }
}

class Triangle extends Shape {
    @Override
    public void draw() {
        System.out.println("三角形");
    }
}
public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        Rect rect = new Rect();
        Cycle cycle = new Cycle();
        Triangle triangle = new Triangle();
        String[] shapes = {"cycle", "rect", "cycle", "rect", "triangle"};
        for (String shape : shapes) {
            if (shape.equals("cycle")) {
                cycle.draw();
            } else if (shape.equals("rect")) {
                rect.draw();
            } else if (shape.equals("triangle")) {
                triangle.draw();
            }
        }
    }
 }

用多态:

class Shape {
    public void draw() {
        System.out.println("画图形");
    }
}
class Cycle extends Shape {
    @Override
    public void draw() {
        System.out.println("⚪");
    }
}
class Rect extends Shape {
    @Override
    public void draw() {
        System.out.println("矩形");
    }
}

class Triangle extends Shape {
    @Override
    public void draw() {
        System.out.println("三角形");
    }
}
public class Test {
    // 使用多态
    public static void main(String[] args) {
        Rect rect = new Rect();
        Cycle cycle = new Cycle();
        Triangle triangle = new Triangle();

        // 向上转型
        Shape[] shapes = {cycle,rect,cycle,rect,triangle};
        for (Shape shape : shapes) {
            shape.draw();
        }
    }
}
  1. 可扩展能力更强
    如果需要新加一种形状,使用多态的方式代码改动成本也比较低
    比如新加一个画❀
class Flower extends Shape {
    @Override
    public void draw() {
        System.out.println("❀");
    }
}
public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        Rect rect = new Rect(); // 相当于Shape rect = new Rect();
        Cycle cycle = new Cycle();
        Triangle triangle = new Triangle();
        Flower flower = new Flower();

        // 向上转型
        Shape[] shapes = {cycle,rect,cycle,rect,triangle,flower};
        for (Shape shape : shapes) {
            shape.draw();
        }
    }
}

缺点: 代码的运行效率降低

  1. 属性没有多态性
    当父类和子类都有同名属性的时候,通过父类引用,只能引用父类自己的成员属性
  2. 构造方法没有多态性

8.2.7 避免在构造方法中调用重写的方法

当在父类的构造方法当中,调用父类和子类同名的方法时候,此时也会发生动态绑定。也意味着 构造方法内 也会发生动态绑定。
注意: 在构造方法当中 不要调用重写的方法

class B {
    public B() {

// 父类的实例 --> 父类的构造 -->  子类的实例  --> 子类的构造
        func();  // 调用子类的func方法  没有给num赋值 所以num的值为0
    }
    public void func() {
        System.out.println("B.func()");
    }
}
class D extends B {
    private int num = 1;
    public D() {
        super();
    }
    @Override
    public void func() {
        System.out.println("D.func() " + num);
    }
}
public class Test2 {
    public static void main(String[] args) {
        //1. 分配内存空间  2. 调用合适的构造方法
        D d = new D();
    }
}
  • 构造 D 对象的同时, 会调用 B 的构造方法.
  • B 的构造方法中调用了 func 方法, 此时会触发动态绑定, 会调用到 D 中的 func
  • 此时 D 对象自身还没有构造, 此时 num 处在未初始化的状态, 值为 0.。
  • 所以在构造函数内,尽量避免使用实例方法,除了final和private方法。

结论:用尽量简单的方式使对象进入可工作状态,尽量不要在构造器中调用方法(如果这个方法被子类重写,就会触发动态绑定,但是此时子类对象还没构造完成),可能会出现一些隐藏的但是又极难发现的问题。

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