【Java初阶】面向对象三大特性之多态

作者： whispar
专栏 ：Java由浅入深

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目录

一、方法的重写

二、向上转型和向下转型

三、多态的优缺点

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一、方法的重写

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！

 class Animal{
    public int size;
    public String color;
​
     public Animal(int size, String color) {
         this.size = size;
         this.color = color;
     }
     public void move(){
         System.out.println("此动物正在移动");
     }
 }
 class Dog extends Animal{
    public String name;
    public int age;
​
     public Dog(int size, String color, String name, int age) {
         super(size, color);
         this.name = name;
         this.age = age;
     }
     //子类对父类方法进行重写
     @Override
     public void move() {
         System.out.println("正在快速移动");
     }
 }

方法重写的规则

• 子类在重写父类方法时，一般必须与父类方法原型一致：返回值类型 方法名（参数列表）要完全一致，使用@Override注解来进行合法性检验

• 被重写的方法的返回值一般要相同

• 重写之后的方法，访问权限不能比父类中被重写的方法的访问权限更低

  ✅方法重写与重载的区别？

  区别点	重写(override)	重载(override)
  参数列表	一定不能修改	必须修改
  返回类型	一定不能修改【除非可以构成父子类关系】	可以修改
  访问限定符	一定不能做更严格的限制（可以降低限制）	可以修改
  方法名称	必须相同	必须相同

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

二、向上转型和向下转型

• 向上转型

class Fruit{
    public void show() {
        System.out.println("this is a fruit");
    }
}
class Apple extends Fruit{
    @Override
    public void show() {
        System.out.println("this is a apple");
    }
    public void test() {
        System.out.println("i am a apple");
    }
}
 public class TestDemo {
     public static void main(String[] args) {
         //向上转型
         //实例化Apple类，并新建一个Fruit类的引用变量引用该实例，调用实例的show（）方法
         Fruit fruit = new Apple();
         fruit.show();
     }
 }

调用实例的test（）方法

fruit.test();

分析：

向上转型即使用父类的引用变量去引用子类的实例，当向上转型之后，父类引用变量可以访问子类中属于父类的属性和方法，但是不能访问子类独有的属性和方法。

例子中由于子类重写了父类的show（）方法，所以调用的show（）方法是子类的show（）方法，输出结果为：“this is a apple”,而调用子类的test（）方法则会报错

下面代码中一个引用调用一个方法，因为这个引用所引用的对象不一样，导致调用的这个方法，所表现的行为不一样，这种思想就叫做多态。

class Fruit{
    public void show() {
        System.out.println("this is a fruit");
    }
}
class Orange extends Fruit{
    @Override
    public void show(){
        System.out.println("this is a C");
    }
}
​
class Apple extends Fruit{
    @Override
    public void show() {
        System.out.println("this is a apple");
    }
    public void test() {
        System.out.println("i am a apple");
    }
}
 public class TestDemo {
     public static void main(String[] args) {
         Apple apple = new Apple();
         Orange orange = new Orange();
         func(apple);
         func(orange);
     }
     //方法传参
     public static void func(Fruit fruit){
         fruit.show();
     }
     //方法返回
     public static Fruit func2(){
         return new Apple();
     }
 }

• 向下转型

 public class TestDemo {
     public static void main(String[] args) {
          Fruit fruit = new Apple();
          Apple apple = (Apple)fruit;
          fruit.show();
     }
}

上述代码是允许的，因为fruit引用的对象原本就是Apple对象向上转型得到的，在对fruit向下转型后得到的还是Apple类的对象，能够被Apple类的引用变量引用。

实例化Apple类，并新建一个Fruit类的引用变量“fruit”引用该实例，然后新建一个Orange类的引用变量，引用向下转型的“fruit”变量，代码如下：

Fruit fruit = new Apple();
Orange orange = (Orange) fruit;

上述代码虽然能够编译成功，但是在运行的时候会报错，因为fruit对象是由Apple对象向上转型得到的，只能够向下转型成Apple对象，不能够向下转型成Orange对象。

向下转型用的比较少，而且不安全，万一转换失败，运行时就会抛异常。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 class TestDemo {
     public static void main(String[] args) {
         Fruit fruit = new Apple();
         if(fruit instanceof Apple){
              Apple apple = (Apple)fruit;
          }
          fruit.show();
}

三、多态的优缺点

• 提高了代码的可维护性，主要体现在每一个派生类编写功能调用，只需要对抽象基类进行处理即可。

• 提高了代码的可扩展性，主要体现在派生类的功能可以被基类的方法或引用变量所调用。

❗避免在构造方法中调用重写的方法

class B {
    public B() {
        func();
    }
    public void func() {
        System.out.println("B.func()");
    }
}
class D extends B {
    private int num = 1;
    @Override
    public void func() {
        System.out.println("D.func() " + num);
    }
}
public class TestDemo2{
    public static void main(String[] args) {
        D d = new D();
    }
}

【说明】

• 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，并且由于没有初始化num，所以num = 0.

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