上篇链接见:面向对象编程(进阶)(上)
Dog dog = new Dog("小花","小红");
举例:
class Creature {
public Creature() {
System.out.println("Creature无参数的构造器");
}
}
class Animal extends Creature {
public Animal(String name) {
System.out.println("Animal带一个参数的构造器,该动物的name为" + name);
}
public Animal(String name, int age) {
this(name);
System.out.println("Animal带两个参数的构造器,其age为" + age);
}
}
public class Dog extends Animal {
public Dog() {
super("汪汪队阿奇", 3);
System.out.println("Dog无参数的构造器");
}
public static void main(String[] args) {
new Dog();
}
}
一千个读者眼中有一千个哈姆雷特。
多态性,是面向对象中最重要的概念,在Java中的体现:对象的多态性:父类的引用指向子类的对象
格式:(父类类型:指子类继承的父类类型,或者实现的接口类型)
父类类型 变量名 = 子类对象;
举例:
Person p = new Student();
Object o = new Person();//Object类型的变量o,指向Person类型的对象
o = new Student(); //Object类型的变量o,指向Student类型的对象
对象的多态:在Java中,子类的对象可以替代父类的对象使用。所以,一个引用类型变量可能指向(引用)多种不同类型的对象
Java引用变量有两个类型:编译时类型
和运行时类型
。编译时类型由声明
该变量时使用的类型决定,运行时类型由实际赋给该变量的对象
决定。简称:编译时,看左边;运行时,看右边。
多态的使用前提:① 类的继承关系 ② 方法的重写
package com.atguigu.polymorphism.grammar;
public class Pet {
private String nickname; //昵称
public String getNickname() {
return nickname;
}
public void setNickname(String nickname) {
this.nickname = nickname;
}
public void eat(){
System.out.println(nickname + "吃东西");
}
}
package com.atguigu.polymorphism.grammar;
public class Cat extends Pet {
//子类重写父类的方法
@Override
public void eat() {
System.out.println("猫咪" + getNickname() + "吃鱼仔");
}
//子类扩展的方法
public void catchMouse() {
System.out.println("抓老鼠");
}
}
package com.atguigu.polymorphism.grammar;
public class Dog extends Pet {
//子类重写父类的方法
@Override
public void eat() {
System.out.println("狗子" + getNickname() + "啃骨头");
}
//子类扩展的方法
public void watchHouse() {
System.out.println("看家");
}
}
1、方法内局部变量的赋值体现多态
package com.atguigu.polymorphism.grammar;
public class TestPet {
public static void main(String[] args) {
//多态引用
Pet pet = new Dog();
pet.setNickname("小白");
//多态的表现形式
/*
编译时看父类:只能调用父类声明的方法,不能调用子类扩展的方法;
运行时,看“子类”,如果子类重写了方法,一定是执行子类重写的方法体;
*/
pet.eat();//运行时执行子类Dog重写的方法
// pet.watchHouse();//不能调用Dog子类扩展的方法
pet = new Cat();
pet.setNickname("雪球");
pet.eat();//运行时执行子类Cat重写的方法
}
}
2、方法的形参声明体现多态
package com.atguigu.polymorphism.grammar;
public class Person{
private Pet pet;
public void adopt(Pet pet) {//形参是父类类型,实参是子类对象
this.pet = pet;
}
public void feed(){
pet.eat();//pet实际引用的对象类型不同,执行的eat方法也不同
}
}
package com.atguigu.polymorphism.grammar;
public class TestPerson {
public static void main(String[] args) {
Person person = new Person();
Dog dog = new Dog();
dog.setNickname("小白");
person.adopt(dog);//实参是dog子类对象,形参是父类Pet类型
person.feed();
Cat cat = new Cat();
cat.setNickname("雪球");
person.adopt(cat);//实参是cat子类对象,形参是父类Pet类型
person.feed();
}
}
3、方法返回值类型体现多态
package com.atguigu.polymorphism.grammar;
public class PetShop {
//返回值类型是父类类型,实际返回的是子类对象
public Pet sale(String type){
switch (type){
case "Dog":
return new Dog();
case "Cat":
return new Cat();
}
return null;
}
}
package com.atguigu.polymorphism.grammar;
public class TestPetShop {
public static void main(String[] args) {
PetShop shop = new PetShop();
Pet dog = shop.sale("Dog");
dog.setNickname("小白");
dog.eat();
Pet cat = shop.sale("Cat");
cat.setNickname("雪球");
cat.eat();
}
}
开发中,有时我们在设计一个数组、或一个成员变量、或一个方法的形参、返回值类型时,无法确定它具体的类型,只能确定它是某个系列的类型。
案例:
(1)声明一个Dog类,包含public void eat()方法,输出“狗啃骨头”
(2)声明一个Cat类,包含public void eat()方法,输出“猫吃鱼仔”
(3)声明一个Person类,功能如下:
public class Dog {
public void eat(){
System.out.println("狗啃骨头");
}
}
public class Cat {
public void eat(){
System.out.println("猫吃鱼仔");
}
}
public class Person {
private Dog dog;
//adopt:领养
public void adopt(Dog dog){
this.dog = dog;
}
//feed:喂食
public void feed(){
if(dog != null){
dog.eat();
}
}
/*
问题:
1、从养狗切换到养猫怎么办?
修改代码把Dog修改为养猫?
2、或者有的人养狗,有的人养猫怎么办?
3、要是还有更多其他宠物类型怎么办?
如果Java不支持多态,那么上面的问题将会非常麻烦,代码维护起来很难,扩展性很差。
*/
}
好处:变量引用的子类对象不同,执行的方法就不同,实现动态绑定。代码编写更灵活、功能更强大,可维护性和扩展性更好了。
弊端:一个引用类型变量如果声明为父类的类型,但实际引用的是子类对象,那么该变量就不能再访问子类中添加的属性和方法。
Student m = new Student();
m.school = "pku"; //合法,Student类有school成员变量
Person e = new Student();
e.school = "pku"; //非法,Person类没有school成员变量
// 属性是在编译时确定的,编译时e为Person类型,没有school成员变量,因而编译错误。
开发中:
使用父类做方法的形参,是多态使用最多的场合。即使增加了新的子类,方法也无需改变,提高了扩展性,符合开闭原则。
【开闭原则OCP】
- 对扩展开放,对修改关闭
- 通俗解释:软件系统中的各种组件,如模块(Modules)、类(Classes)以及功能(Functions)等,应该在不修改现有代码的基础上,引入新功能
在Java中虚方法是指在编译阶段不能确定方法的调用入口地址,在运行阶段才能确定的方法,即可能被重写的方法。
Person e = new Student();
e.getInfo(); //调用Student类的getInfo()方法
子类中定义了与父类同名同参数的方法,在多态情况下,将此时父类的方法称为虚方法,父类根据赋给它的不同子类对象,动态调用属于子类的该方法。这样的方法调用在编译期是无法确定的。
举例:
前提:Person类中定义了welcome()方法,各个子类重写了welcome()。
执行:多态的情况下,调用对象的welcome()方法,实际执行的是子类重写的方法。
拓展:
静态链接(或早起绑定)
:当一个字节码文件被装载进JVM内部时,如果被调用的目标方法在编译期可知,且运行期保持不变时。这种情况下将调用方法的符号引用转换为直接引用的过程称之为静态链接。那么调用这样的方法,就称为非虚方法调用。比如调用静态方法、私有方法、final方法、父类构造器、本类重载构造器等。
动态链接(或晚期绑定)
:如果被调用的方法在编译期无法被确定下来,也就是说,只能够在程序运行期将调用方法的符号引用转换为直接引用,由于这种引用转换过程具备动态性,因此也就被称之为动态链接。调用这样的方法,就称为虚方法调用。比如调用重写的方法(针对父类)、实现的方法(针对接口)。
若子类重写了父类方法,就意味着子类里定义的方法彻底覆盖了父类里的同名方法,系统将不可能把父类里的方法转移到子类中。
对于实例变量则不存在这样的现象,即使子类里定义了与父类完全相同的实例变量,这个实例变量依然不可能覆盖父类中定义的实例变量
package com.atguigu.polymorphism.grammar;
public class TestVariable {
public static void main(String[] args) {
Base b = new Sub();
System.out.println(b.a);
System.out.println(((Sub)b).a);
Sub s = new Sub();
System.out.println(s.a);
System.out.println(((Base)s).a);
}
}
class Base{
int a = 1;
}
class Sub extends Base{
int a = 2;
}
首先,一个对象在new的时候创建是哪个类型的对象,它从头至尾都不会变。即这个对象的运行时类型,本质的类型用于不会变。但是,把这个对象赋值给不同类型的变量时,这些变量的编译时类型却不同。
因为多态,就一定会有把子类对象赋值给父类变量的时候,这个时候,在编译期间
,就会出现类型转换的现象。
但是,使用父类变量接收了子类对象之后,我们就不能调用
子类拥有,而父类没有的方法了。这也是多态给我们带来的一点"小麻烦"。所以,想要调用子类特有的方法,必须做类型转换,使得编译通过
。
向上转型:当左边的变量的类型(父类) > 右边对象/变量的类型(子类),我们就称为向上转型
向下转型:当左边的变量的类型(子类)<右边对象/变量的编译时类型(父类),我们就称为向下转型
向上转型:自动完成
向下转型:(子类类型)父类变量
package com.atguigu.polymorphism.grammar;
public class ClassCastTest {
public static void main(String[] args) {
//没有类型转换
Dog dog = new Dog();//dog的编译时类型和运行时类型都是Dog
//向上转型
Pet pet = new Dog();//pet的编译时类型是Pet,运行时类型是Dog
pet.setNickname("小白");
pet.eat();//可以调用父类Pet有声明的方法eat,但执行的是子类重写的eat方法体
// pet.watchHouse();//不能调用父类没有的方法watchHouse
Dog d = (Dog) pet;
System.out.println("d.nickname = " + d.getNickname());
d.eat();//可以调用eat方法
d.watchHouse();//可以调用子类扩展的方法watchHouse
Cat c = (Cat) pet;//编译通过,因为从语法检查来说,pet的编译时类型是Pet,Cat是Pet的子类,所以向下转型语法正确
//这句代码运行报错ClassCastException,因为pet变量的运行时类型是Dog,Dog和Cat之间是没有继承关系的
}
}
为了避免ClassCastException的发生,Java提供了 instanceof
关键字,给引用变量做类型的校验。如下代码格式:
//检验对象a是否是数据类型A的对象,返回值为boolean型
对象a instanceof 数据类型A
代码:
package com.atguigu.polymorphism.grammar;
public class TestInstanceof {
public static void main(String[] args) {
Pet[] pets = new Pet[2];
pets[0] = new Dog();//多态引用
pets[0].setNickname("小白");
pets[1] = new Cat();//多态引用
pets[1].setNickname("雪球");
for (int i = 0; i < pets.length; i++) {
pets[i].eat();
if(pets[i] instanceof Dog){
Dog dog = (Dog) pets[i];
dog.watchHouse();
}else if(pets[i] instanceof Cat){
Cat cat = (Cat) pets[i];
cat.catchMouse();
}
}
}
}
练习1:笔试&面试
题目1:继承成员变量和继承方法的区别
class Base {
int count = 10;
public void display() {
System.out.println(this.count);
}
}
class Sub extends Base {
int count = 20;
public void display() {
System.out.println(this.count);
}
}
public class FieldMethodTest {
public static void main(String[] args){
Sub s = new Sub();
System.out.println(s.count);
s.display();
Base b = s;
System.out.println(b == s);
System.out.println(b.count);
b.display();
}
}
题目2:
//考查多态的笔试题目:
public class InterviewTest1 {
public static void main(String[] args) {
Base base = new Sub();
base.add(1, 2, 3);
// Sub s = (Sub)base;
// s.add(1,2,3);
}
}
class Base {
public void add(int a, int... arr) {
System.out.println("base");
}
}
class Sub extends Base {
public void add(int a, int[] arr) {
System.out.println("sub_1");
}
// public void add(int a, int b, int c) {
// System.out.println("sub_2");
// }
}
题目3:
//getXxx()和setXxx()声明在哪个类中,内部操作的属性就是哪个类里的。
public class InterviewTest2 {
public static void main(String[] args) {
Father f = new Father();
Son s = new Son();
System.out.println(f.getInfo());//atguigu
System.out.println(s.getInfo());//尚硅谷
s.test();//尚硅谷 atguigu
System.out.println("-----------------");
s.setInfo("大硅谷");
System.out.println(f.getInfo());//atguigu
System.out.println(s.getInfo());//大硅谷
s.test();//大硅谷 atguigu
}
}
class Father {
private String info = "atguigu";
public void setInfo(String info) {
this.info = info;
}
public String getInfo() {
return info;
}
}
class Son extends Father {
private String info = "尚硅谷";
public void setInfo(String info) {
this.info = info;
}
public String getInfo() {
return info;
}
public void test() {
System.out.println(this.getInfo());
System.out.println(super.getInfo());
}
}
题目4:多态是编译时行为还是运行时行为?
//证明如下:
class Animal {
protected void eat() {
System.out.println("animal eat food");
}
}
class Cat extends Animal {
protected void eat() {
System.out.println("cat eat fish");
}
}
class Dog extends Animal {
public void eat() {
System.out.println("Dog eat bone");
}
}
class Sheep extends Animal {
public void eat() {
System.out.println("Sheep eat grass");
}
}
public class InterviewTest {
public static Animal getInstance(int key) {
switch (key) {
case 0:
return new Cat ();
case 1:
return new Dog ();
default:
return new Sheep ();
}
}
public static void main(String[] args) {
int key = new Random().nextInt(3);
System.out.println(key);
Animal animal = getInstance(key);
animal.eat();
}
}
练习2:
class Person {
protected String name="person";
protected int age=50;
public String getInfo() {
return "Name: "+ name + "\n" +"age: "+ age;
}
}
class Student extends Person {
protected String school="pku";
public String getInfo() {
return "Name: "+ name + "\nage: "+ age
+ "\nschool: "+ school;
}
}
class Graduate extends Student{
public String major="IT";
public String getInfo()
{
return "Name: "+ name + "\nage: "+ age
+ "\nschool: "+ school+"\nmajor:"+major;
}
}
建立InstanceTest 类,在类中定义方法method(Person e);
在method中:
(1)根据e的类型调用相应类的getInfo()方法。
(2)根据e的类型执行:
如果e为Person类的对象,输出:
“a person”;
如果e为Student类的对象,输出:
“a student”
“a person ”
如果e为Graduate类的对象,输出:
“a graduated student”
“a student”
“a person”
练习3:定义三个类,父类GeometricObject代表几何形状,子类Circle代表圆形,MyRectangle代表矩形。定义一个测试类GeometricTest,编写equalsArea方法测试两个对象的面积是否相等(注意方法的参数类型,利用动态绑定技术),编写displayGeometricObject方法显示对象的面积(注意方法的参数类型,利用动态绑定技术)。
类 java.lang.Object
是类层次结构的根类,即所有其它类的父类。每个类都使用 Object
作为超类。
Object类型的变量与除Object以外的任意引用数据类型的对象都存在多态引用
method(Object obj){…} //可以接收任何类作为其参数
Person o = new Person();
method(o);
所有对象(包括数组)都实现这个类的方法。
如果一个类没有特别指定父类,那么默认则继承自Object类。例如:
public class Person {
...
}
//等价于:
public class Person extends Object {
...
}
根据JDK源代码及Object类的API文档,Object类当中包含的方法有11个。这里我们主要关注其中的6个:
= =:
基本类型比较值:只要两个变量的值相等,即为true。
int a=5;
if(a==6){…}
引用类型比较引用(是否指向同一个对象):只有指向同一个对象时,==才返回true。
Person p1=new Person();
Person p2=new Person();
if (p1==p2){…}
数据类型必须兼容
(可自动转换的基本数据类型除外),否则编译出错equals():所有类都继承了Object,也就获得了equals()方法。还可以重写。
只能比较引用类型,Object类源码中equals()的作用与“==”相同:比较是否指向同一个对象。
格式:obj1.equals(obj2)
特例:当用equals()方法进行比较时,对类File、String、Date及包装类(Wrapper Class)来说,是比较类型及内容而不考虑引用的是否是同一个对象;
当自定义使用equals()时,可以重写。用于比较两个对象的“内容”是否都相等
重写equals()方法的原则
对称性
:如果x.equals(y)返回是“true”,那么y.equals(x)也应该返回是“true”。
自反性
:x.equals(x)必须返回是“true”。
传递性
:如果x.equals(y)返回是“true”,而且y.equals(z)返回是“true”,那么z.equals(x)也应该返回是“true”。
一致性
:如果x.equals(y)返回是“true”,只要x和y内容一直不变,不管你重复x.equals(y)多少次,返回都是“true”。
任何情况下,x.equals(null),永远返回是“false”;
x.equals(和x不同类型的对象)永远返回是“false”。
重写举例:
class User{
private String host;
private String username;
private String password;
public User(String host, String username, String password) {
super();
this.host = host;
this.username = username;
this.password = password;
}
public User() {
super();
}
public String getHost() {
return host;
}
public void setHost(String host) {
this.host = host;
}
public String getUsername() {
return username;
}
public void setUsername(String username) {
this.username = username;
}
public String getPassword() {
return password;
}
public void setPassword(String password) {
this.password = password;
}
@Override
public String toString() {
return "User [host=" + host + ", username=" + username + ", password=" + password + "]";
}
@Override
public boolean equals(Object obj) {
if (this == obj)
return true;
if (obj == null)
return false;
if (getClass() != obj.getClass())
return false;
User other = (User) obj;
if (host == null) {
if (other.host != null)
return false;
} else if (!host.equals(other.host))
return false;
if (password == null) {
if (other.password != null)
return false;
} else if (!password.equals(other.password))
return false;
if (username == null) {
if (other.username != null)
return false;
} else if (!username.equals(other.username))
return false;
return true;
}
}
面试题:==和equals的区别
== 既可以比较基本类型也可以比较引用类型。对于基本类型就是比较值,对于引用类型就是比较内存地址
equals的话,它是属于java.lang.Object类里面的方法,如果该方法没有被重写过默认也是==;我们可以看到String等类的equals方法是被重写过的,而且String类在日常开发中用的比较多,久而久之,形成了equals是比较值的错误观点。
具体要看自定义类里有没有重写Object的equals方法来判断。
通常情况下,重写equals方法,会比较类中的相应属性是否都相等。
练习1:
int it = 65;
float fl = 65.0f;
System.out.println(“65和65.0f是否相等?” + (it == fl)); //
char ch1 = 'A'; char ch2 = 12;
System.out.println("65和'A'是否相等?" + (it == ch1));//
System.out.println("12和ch2是否相等?" + (12 == ch2));//
String str1 = new String("hello");
String str2 = new String("hello");
System.out.println("str1和str2是否相等?"+ (str1 == str2));//
System.out.println("str1是否equals str2?"+(str1.equals(str2)));//
System.out.println(“hello” == new java.util.Date()); //
练习2:
编写Order类,有int型的orderId,String型的orderName,相应的getter()和setter()方法,两个参数的构造器,重写父类的equals()方法:public boolean equals(Object obj),并判断测试类中创建的两个对象是否相等。
练习3:
请根据以下代码自行定义能满足需要的MyDate类,在MyDate类中覆盖equals方法,使其判断当两个MyDate类型对象的年月日都相同时,结果为true,否则为false。 public boolean equals(Object o)
public class EqualsTest {
public static void main(String[] args) {
MyDate m1 = new MyDate(14, 3, 1976);
MyDate m2 = new MyDate(14, 3, 1976);
if (m1 == m2) {
System.out.println("m1==m2");
} else {
System.out.println("m1!=m2"); // m1 != m2
}
if (m1.equals(m2)) {
System.out.println("m1 is equal to m2");// m1 is equal to m2
} else {
System.out.println("m1 is not equal to m2");
}
}
}
方法签名:public String toString()
① 默认情况下,toString()返回的是“对象的运行时类型 @ 对象的hashCode值的十六进制形式"
② 在进行String与其它类型数据的连接操作时,自动调用toString()方法
Date now=new Date();
System.out.println(“now=”+now); //相当于
System.out.println(“now=”+now.toString());
③ 如果我们直接System.out.println(对象),默认会自动调用这个对象的toString()
因为Java的引用数据类型的变量中存储的实际上时对象的内存地址,但是Java对程序员隐藏内存地址信息,所以不能直接将内存地址显示出来,所以当你打印对象时,JVM帮你调用了对象的toString()。
④ 可以根据需要在用户自定义类型中重写toString()方法
如String 类重写了toString()方法,返回字符串的值。
s1="hello";
System.out.println(s1);//相当于System.out.println(s1.toString());
例如自定义的Person类:
public class Person {
private String name;
private int age;
@Override
public String toString() {
return "Person{" + "name='" + name + '\'' + ", age=" + age + '}';
}
}
练习:定义两个类,父类GeometricObject代表几何形状,子类Circle代表圆形。
//Object类的clone()的使用
public class CloneTest {
public static void main(String[] args) {
Animal a1 = new Animal("花花");
try {
Animal a2 = (Animal) a1.clone();
System.out.println("原始对象:" + a1);
a2.setName("毛毛");
System.out.println("clone之后的对象:" + a2);
} catch (CloneNotSupportedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
class Animal implements Cloneable{
private String name;
public Animal() {
super();
}
public Animal(String name) {
super();
this.name = name;
}
public String getName() {
return name;
}
public void setName(String name) {
this.name = name;
}
@Override
public String toString() {
return "Animal [name=" + name + "]";
}
@Override
protected Object clone() throws CloneNotSupportedException {
// TODO Auto-generated method stub
return super.clone();
}
}
标记为过时
的。public class FinalizeTest {
public static void main(String[] args) {
Person p = new Person("Peter", 12);
System.out.println(p);
p = null;//此时对象实体就是垃圾对象,等待被回收。但时间不确定。
System.gc();//强制性释放空间
}
}
class Person{
private String name;
private int age;
public Person(String name, int age) {
super();
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;
}
//子类重写此方法,可在释放对象前进行某些操作
@Override
protected void finalize() throws Throwable {
System.out.println("对象被释放--->" + this);
}
@Override
public String toString() {
return "Person [name=" + name + ", age=" + age + "]";
}
}
public final Class> getClass():获取对象的运行时类型
因为Java有多态现象,所以一个引用数据类型的变量的编译时类型与运行时类型可能不一致,因此如果需要查看这个变量实际指向的对象的类型,需要用getClass()方法
public static void main(String[] args) {
Object obj = new Person();
System.out.println(obj.getClass());//运行时类型
}
结果:
class com.atguigu.java.Person
public int hashCode():返回每个对象的hash值。
public static void main(String[] args) {
System.out.println("AA".hashCode());//2080
System.out.println("BB".hashCode());//2112
}
使用native关键字说明这个方法是原生函数,也就是这个方法是用C/C++
等非Java语言实现的,并且被编译成了DLL
,由Java去调用。
本地方法是有方法体的,用c语言编写。由于本地方法的方法体源码没有对我们开源,所以我们看不到方法体
在Java中定义一个native方法时,并不提供实现体。
1. 为什么要用native方法
Java使用起来非常方便,然而有些层次的任务用java实现起来不容易,或者我们对程序的效率很在意时,例如:Java需要与一些底层操作系统或某些硬件交换信息时的情况。native方法正是这样一种交流机制:它为我们提供了一个非常简洁的接口,而且我们无需去了解Java应用之外的繁琐的细节。
2. native声明的方法,对于调用者,可以当做和其他Java方法一样使用
native method的存在并不会对其他类调用这些本地方法产生任何影响,实际上调用这些方法的其他类甚至不知道它所调用的是一个本地方法。JVM将控制调用本地方法的所有细节。
(来源:尚硅谷-宋红康)