【JavaSE】面向对象之多态
文章目录
- 多态的概念
- 多态实现条件
- 重写
- 向上转型和向下转型
-
- 向上转型
- 向下转型
- 避免在构造方法中调用重写的方法
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。
多态实现条件
必须要满足如下几个条件，缺一不可：
- 必须在继承体系下
- 子类必须要对父类中方法进行重写
- 通过父类的引用调用重写的方法
// Animal.java
public class Animal {
String name;
int age;
public Animal(String name, int age){
this.name = name;
this.age = age;
}
public void eat(){
System.out.println(name + "吃饭");
}
}
// Cat.java
public class Cat extends Animal{
public Cat(String name, int age){
super(name, age);
}
@Override
public void eat(){
System.out.println(name+"吃鱼~~~");
}
}
// Dog.java
public class Dog extends Animal {
public Dog(String name, int age){
super(name, age);
}
@Override
public void eat(){
System.out.println(name+"吃骨头~~~");
}
}
定义测试类TestAnimal.java
public class TestAnimal {
public static void eat(Animal animal){
animal.eat();
}
public static void main(String[] args) {
Cat cat = new Cat("小橘",2);
Dog dog = new Dog("小黑", 1);
eat(cat);
eat(dog);
}
}
编译器在编译代码时，并不知道要调用Dog 还是 Cat 中eat的方法，等程序运行起来后，形参animal引用的具体对象确定后才知道调用哪个方法。此时animal这个引用调用eat方法可能会有多种不同的表现(和animal引用的实例相关)，这种行为就称为多态。
注意：此处的形参类型必须是父类类型才可以。
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。
【方法重写的规则】
- 子类在重写父类的方法时，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。
- 被重写的方法返回值类型可以不同，但是必须是具有父子关系的
- 访问权限不能比父类中被重写的方法的访问权限更低。例如：如果父类方法被public修饰，则子类中重写该方法就不能声明为protected。
- 父类被static、private修饰的方法、构造方法都不能被重写。
- 重写的方法, 可以使用 @Override 注解来显式指定. 有了这个注解能帮我们进行一些合法性校验。例如不小心将方法名字拼写错了(比如写成 aet)，那么此时编译器就会发现父类中没有 aet 方法，就会编译报错, 提示无法构成重写。
【重写和重载的区别】
| 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（除非构成父子关系） | 可改可不改 |
| 访问限定符 | 子类 ≥ 父类 | 可改可不改 |
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。
向上转型和向下转型
向上转型
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。
父类类型 对象名 = new 子类类型();
比如：
Animal animal = new Cat("小橘",2);
animal是父类类型，但可以引用一个子类对象，因为是从小范围向大范围的转换。
public class TestAnimal {
// 方法传参：形参为父类型引用，可以接收任意子类的对象
public static void eatFood(Animal animal){
animal.eat();
}
// 作返回值：返回任意子类对象
public static Animal buyAnimal(String var){
if("狗".equals(var) ){
return new Dog("dog",1);
}else if("猫" .equals(var)){
return new Cat("cat", 1);
}else{
return null;
}
}
public static void main(String[] args) {
// 直接赋值：子类对象赋值给父类对象
Animal cat = new Cat("小橘",2);
Dog dog = new Dog("小黑", 1);
eatFood(cat);
eatFood(dog);
Animal animal = buyAnimal("狗");
animal.eat();
animal = buyAnimal("猫");
animal.eat();
}
}
向上转型的优点：让代码实现更简单灵活。
向上转型的缺陷：不能调用到子类特有的方法。
向下转型
将一个子类对象经过向上转型之后当成父类方法使用，再无法调用子类的方法，但有时候可能需要调用子类特有的方法，此时：将父类引用再还原为子类对象即可，即向下转型。
public class Animal {
String name;
int age;
public Animal(String name, int age){
this.name = name;
this.age = age;
}
public void eat(){
System.out.println(name + "吃饭");
}
}
// Cat.java
public class Cat extends Animal{
public Cat(String name, int age){
super(name, age);
}
public void mew(){
System.out.println(name+"喵喵叫");
}
@Override
public void eat(){
System.out.println(name+"吃鱼~~~");
}
}
// Dog.java
public class Dog extends Animal {
public Dog(String name, int age){
super(name, age);
}
public void bark(){
System.out.println(name+"汪汪叫");
}
@Override
public void eat(){
System.out.println(name+"吃骨头~~~");
}
}
// TestAnimal.java
public class TestAnimal {
public static void main(String[] args) {
Cat cat = new Cat("小橘",2);
Dog dog = new Dog("小黑", 1);
// 向上转型
Animal animal = cat;
animal.eat();
animal = dog;
animal.eat();
// 向下转型
cat = (Cat)animal;
cat.mew();
// animal本来指向的就是狗，因此将animal还原为狗也是安全的
dog = (Dog)animal;
dog.bark();
}
}
避免在构造方法中调用重写的方法
一段有坑的代码， 我们创建两个类，B 是父类，D 是子类。D 中重写 func 方法。并且在 B 的构造方法中调用 func。
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 Test {
public static void main(String[] args) {
B b = new D(); //执行结果：D.func() 0
}
}
原因：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。
结论：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。