Java面向对象基础（多态）

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一、多态

1.1多态概述

继承是面向对象三大特征之一，同一个对象，在不同的时刻表现出来的不同形态就是多态

多态的前提和体现：

• 有继承/实现关系
• 有方法重写
• 有父类引用指向子类对象

1.2多态中成员的访问特点

1. 成员变量：编译看左边，执行看左边
2. 成员变量：编译看左边，执行看右边

为什么成员变量和成员方法中的访问不一样呢？

• 因为成员方法有重写，而成员变量没有

public class Animal {

    public int age = 10;

    public void eat() {
        System.out.println("动物吃东西");
    }
}

public class Cat extends Animal{

    public int age = 7;
    public int weight = 15;

    @Override
    public void eat() {
        System.out.println("猫吃鱼");
    }

    public void playGame(){
        System.out.println("猫捉迷藏");
    }
}

public class AnimalDemo {
    public static void main(String[] args) {
        Animal a = new Cat();

        System.out.println(a.age);
//        System.out.println(a.weight);

        a.eat();
//        a.playGame();

    }
}

1.3多态的好处和弊端

• 多态的好处：提高了程序的扩展性
  • 具体体现：定义方法的时候，使用父类型作为参数，将来在使用的时候，使用具体的子类型参与操作
• 多态的弊端：不能使用子类特有的功能

1.4多态中的转型

多态不能使用子类的特有功能，使用向下转型就可一个解决这个问题

1. 向上转型
   • 从子到父
   • 父类引用指向子类对象
2. 向下转型
   • 从父到子
   • 父类引用转为子类对象

public class AnimalDemo {
    public static void main(String[] args) {
        //多态
        Animal a = new Cat();
        a.eat();

        /*
        //创建Cat类的对象
        Cat c = new Cat();
        c.eat();
        c.playGame();
         */

        //向下转型
        Cat c = (Cat) a;
        c.eat();
        c.playGame();

    }
}

1.5案例

猫和狗：

需求：采用多态的思想实现猫和狗的案例，并在测试类中进行测试

public class Animal {
    private String name;
    private int age;

    public Animal() {
    }

    public Animal(String name, int age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

    public int getAge() {
        return age;
    }

    public void setAge(int age) {
        this.age = age;
    }

    public void eat(){
        System.out.println("动物吃东西");
    }
}

public class Cat extends Animal{
    public Cat() {
    }

    public Cat(String name, int age) {
        super(name, age);
    }

    @Override
    public void eat() {
        System.out.println("猫吃鱼");
    }
}

public class Dog extends Animal{
    public Dog() {
    }

    public Dog(String name, int age) {
        super(name, age);
    }

    @Override
    public void eat() {
        System.out.println("狗吃骨头");
    }
}

public class AnimalDemo {
    public static void main(String[] args) {
        Animal a = new Cat();
        a.setName("加菲猫");
        a.setAge(5);
        System.out.println(a.getName() + "," + a.getAge());
        a.eat();

        a = new Cat("加菲猫", 5);
        System.out.println(a.getName() + "," + a.getAge());
        a.eat();

        Animal a1 = new Dog();
        a1.setName("哈士奇");
        a1.setAge(6);
        System.out.println(a1.getName() + "," + a1.getAge());
        a1.eat();

        a1 = new Dog("哈士奇", 6);
        System.out.println(a1.getName() + "," + a1.getAge());
        a1.eat();
    }
}

二、抽象类

2.1抽象类概述

在Java中，一个没有方法体的方法应该定义为抽象方法，而类中如果有抽象方法，该类必须定义为抽象类

public abstract class Animal {

    public abstract void eat();
}

2.2抽象类的特点

1. 抽象类和抽象方法必须使用abstract关键字修饰

   public abstract class 类名 {}
   

   public abstract void eat()
   

2. 抽象类中不一定有抽象方法，有抽象方法的类一定是抽象类

3. 抽象类不能实例化

   抽象类如何实例化？参照多态的方式，通过子类对象实例化，这叫抽象类多态

4. 抽象类的子类

   要么重写抽象类中的所有抽象方法

   要么是抽象类

2.3抽象类的成员特点

1. 成员变量

   可以是变量

   也可以是常量

2. 构造方法

   有构造方法，但是不能实例化

   构造方法的作用是用于子类访问父类数据的初始化

3. 成员方法

   可以有抽象方法：限定子类必须完成某些动作

   也可以有非抽象方法：提高代码复用性

三、接口

3.1接口概述

接口就是一种公共的规范标准，只要符合规范标准，就都可以通用

就像家里的插座，电脑上的USB口，这些都是接口

Java中的接口更多的体现在对行为的抽象

3.2接口的特点

1. 接口用关键字interface

   public interface 接口名 {}
   

2. 类实现接口用implements

   public class 类名 implements 接口名 {}
   

3. 接口不能实例化

   接口如何实例化呢？参照多态的方式，通过实现类对象实例化，这叫接口多态

   多态的形式：具体类多态，抽象类多态，接口多态

   多态的前提：有继承或实现关系；有方法重写；有父（类/接口）引用指向（子/实现）类对象

4. 接口的实现类

   要么重写接口中的所有抽象方法

   要么是抽象类

3.3接口的成员特点

1. 成员变量

   只能是常量

   默认修饰符：public static final

2. 构造方法

   接口没有构造方法，因为接口主要是对行为进行抽象的，是没有具体存在

   一个类如果没有父类，默认继承自Object类

3. 成员方法

   只能是抽象方法

   默认修饰符：public abstract

3.4类和接口的关系

• 类和类的关系

  继承关系，只能单继承，但是可以多层继承

• 类和接口的关系

  实现关系，可以单实现，也可以多实现，还可以在继承一个类的同时实现多个接口

  public class 类名 extends 父类 implements 接口1, 接口2, 接口3 {}
  

• 接口和接口的关系

  继承关系，可以单继承，也可以多继承

  public interface 接口1 extends 接口2, 接口3 {}
  

3.5抽象类和接口的区别

• 成员区别

  抽象类                            变量；常量；有构造方法；有抽象方法；有非抽象方法          
  接口                              常量；抽象方法            
  

• 关系区别

  类与类                            继承；单继承
  类与接口                          实现；可以单实现；可以多实现
  接口与接口                         继承，单继承；多继承        
  

• 设计理念区别

  抽象类                            对类抽象；包括属性、行为
  接口                              对行为抽象；主要是行为
  

抽象类是对事物的抽象，而接口是对行为的抽象

3.6案例

运动员和教练：

需求：现在有乒乓球运动员和篮球运动员，乒乓球教练和篮球教练。为了出国交流，跟乒乓球相关的人员都需要学习英语，请分析，这个案例有哪些具体类、抽象类、接口，并用代码实现。

分析：从具体到抽象

实现：从抽象到具体

使用：具体类的对象

思路：

• 定义英语接口
• 定义抽象人类
• 定义抽象教练类，继承人类
• 定义抽象运动员类，继承人类
• 定义具体篮球教练类，继承教练类
• 定义具体乒乓球教练类，继承教练类，实现英语接口
• 定义具体篮球运动员类，继承运动员类
• 定义具体乒乓球运动员类，继承远动员类，实现英语接口
• 定义测试类，进行测试

public interface SpeakEnglish {
    void speak();
}

public abstract class Person {
    private String name;
    private int age;

    public Person() {
    }

    public Person(String name, int age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

    public int getAge() {
        return age;
    }

    public void setAge(int age) {
        this.age = age;
    }

    public abstract void eat();
}

public abstract class Coach extends Person {
    public Coach() {
    }

    public Coach(String name, int age) {
        super(name, age);
    }

    public abstract void teach();
}

public abstract class Player extends Person {
    public Player() {
    }

    public Player(String name, int age) {
        super(name, age);
    }

    public abstract void study();
}

public class BasketballCoach extends Coach{
    public BasketballCoach() {
    }

    public BasketballCoach(String name, int age) {
        super(name, age);
    }

    @Override
    public void teach() {
        System.out.println("篮球教练教篮球");
    }

    @Override
    public void eat() {
        System.out.println("篮球教练吃饭");
    }
}

public class PingPangCoach extends Coach implements SpeakEnglish{
    public PingPangCoach() {
    }

    public PingPangCoach(String name, int age) {
        super(name, age);
    }

    @Override
    public void teach() {
        System.out.println("乒乓球教练教乒乓球");
    }

    @Override
    public void eat() {
        System.out.println("乒乓球教练吃饭");
    }

    @Override
    public void speak() {
        System.out.println("乒乓球教练说英语");
    }
}

public class BasketballPlayer extends Player{
    public BasketballPlayer() {
    }

    public BasketballPlayer(String name, int age) {
        super(name, age);
    }

    @Override
    public void study() {
        System.out.println("篮球运动员学习篮球");
    }

    @Override
    public void eat() {
        System.out.println("篮球运动员吃饭");
    }
}

public class PingPangPlayer extends Player implements SpeakEnglish{
    public PingPangPlayer() {
    }

    public PingPangPlayer(String name, int age) {
        super(name, age);
    }

    @Override
    public void study() {
        System.out.println("乒乓球学习乒乓球");
    }

    @Override
    public void eat() {
        System.out.println("乒乓球运动员吃饭");
    }

    @Override
    public void speak() {
        System.out.println("乒乓球运动员说英语");
    }
}

/*
    测试类,带惨构造方法可以自己尝试哦
 */
public class PersonDemo {
    public static void main(String[] args) {
        //创建对象
        PingPangPlayer ppp = new PingPangPlayer();
        ppp.setName("张继科");
        ppp.setAge(20);
        System.out.println(ppp.getName() + "," + ppp.getAge());
        ppp.eat();
        ppp.study();
        ppp.speak();
        System.out.println("---------------");

        BasketballPlayer bp = new BasketballPlayer();
        bp.setName("科比");
        bp.setAge(30);
        System.out.println(bp.getName() + "," + bp.getAge());
        bp.eat();
        bp.study();
        System.out.println("***************");

        PingPangCoach ppc = new PingPangCoach();
        ppc.setName("刘国梁");
        ppc.setAge(35);
        System.out.println(ppc.getName() + "," + ppc.getAge());
        ppc.eat();
        ppc.teach();
        ppc.speak();
        System.out.println("---------------");

        BasketballCoach bc = new BasketballCoach();
        bc.setName("姚明");
        bc.setAge(30);
        System.out.println(bc.getName() + "," + bc.getAge());
        bc.eat();
        bc.teach();


    }
}