面向对象之多态

多态

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定义：

对同一个对象，在不同时刻体现出来的不同状态

JAVA中多态的前提：

• 有继承关系
• 有方法重写
• 有父类引用指向子类对象

Father f = new Son();

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多态中成员的访问特点

• 成员变量
  • 编译看左边，执行看左边
• 成员方法
  • 编译看左边，执行看右边

实例：

Animal类（父类）

public class Animal {
    public int age = 40;
    public String name = "老虎";

    public void eat() {
        System.out.println("eat rise");

    }
    public void play() {
        System.out.println("动物喜欢玩");
    }
}

Cat类（子类）

public class Cat extends Animal {
    public int age = 20;
    
    public int catHeight = 15;
    public void eat() {
        System.out.println("The cat like eatting cake!");
    }
    
    public void climb() {
        System.out.println("猫喜欢爬");
    }
    public void play() {
        System.out.println("猫喜欢玩");
    }

}

Test类（测试类）

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

        System.out.println(a.age);
        a.eat();
        System.out.println(a.name);
//      System.out.println(a.catHeight);
        a.play();
//      a.climb();

    }

}

测试结果：

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40
The cat like eatting cake!
老虎
猫喜欢玩

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总结

我们发现，当父类引用指向子类对象的时候：

Animal a = new Cat();

对象a调用的成员变量age，打印输出的是父类的age：

System.out.println(a.age);//40

对象a调用的成员变量name，打印输出的是父类的name：

System.out.println(a.name); //老虎

对象a调用的成员变量catHeight，编译报错，说无法在Animal类中找到该成员变量。

System.out.println(a.catHeight); //编译出错

结论

当父类引用指向子类对象的时候，用该对象调用的成员变量必须是父类中含有的，而且执行会打印输出父类的成员变量的值。

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• 编译看左边，执行看左边

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对象a调用成员方法eat()，打印输出的却是子类的成员方法eat();

a.eat(); //The cat like eatting cake!

对象a调用成员方法play()，打印输出的却是子类的成员方法play();

a.play(); //猫喜欢玩

对象a调用Cat类仅有的成员方法climb()，编译报错：

a.climb(); //报错

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结论

当父类引用指向子类对象的时候，用该对象调用的成员方法必须是父类中含有的，而执行的时候，如果子类也有这个成员方法，那么执行的是子类的成员方法。

如果子类中没有，那么执行的还是父类的成员方法。

如果该成员方法只有子类有，而父类没有，在调用该方法后编译会直接报错，无法执行。

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• 编译看左边，执行看右边

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问题

• 为什么成员变量和成员方法的访问不一样呢？

答：因为成员方法有重写，而成员变量没有。

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多态的好处和弊端

• 好处：
  • 提高了程序的扩展性

实例

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Animal类（父类）

public class Animal {
    public void eat() {
        System.out.println("吃东西");
    }
}

Cat类（子类）

public class Cat extends Animal {
    public void eat() {
        System.out.println("猫吃鱼");
    }
}

Dog类（子类）

public class Dog extends Animal{
    public void eat() {
        System.out.println("狗吃骨头");
    }
}

AnimalOperator类（操作类）

public class AnimalOperator {
    public void animalOperatorDemo(Animal a) {
        a.eat();
    }
}

polymorphicDemo类（测试类）

public class polymorphicDemo {
    public static void main(String[] args) {
        AnimalOperator ao = new AnimalOperator();
        Cat c = new Cat();
        
        //父类对象指向子类引用
        Animal a = new Cat();
        ao.animalOperatorDemo(c);
        ao.animalOperatorDemo(a);
        //编译通过与否看左边，而方法执行用右边    
    }
}

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打印结果：

猫吃鱼

猫吃鱼

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• 弊端：
  • 不能使用子类特有的功能

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多态转型

向上转型

• 从子到父

Animal a = new Cat();

• 父类引用指向子类对象

向下转型

• 从父到子

Cat c = (Cat) a;

• 父类引用转为子类对象

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问题

在多态情况下，要调用子类特有的方法，怎么做？

1. 创建子类对象，调用子类对象的方法。
2. 采用向下转型，调用子类对象的方法。

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实例

Animal类（父类）

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

Cat类（子类）

public class Cat extends Animal{
    public void eat() {
        System.out.println("猫吃鱼");
    }
    
    public void play() {
        System.out.println("猫玩躲猫猫");
    }
}

Dog类（子类）

public class Dog extends Animal{
    public void eat() {
        System.out.println("狗吃骨头");
    }
    public void lookDoor() {
        System.out.println("狗看门");
    }
}

Test类（测试类）

public class Test {

    public static void main(String[] args) {
        // TODO Auto-generated method stub
//      向上转型
        Animal a = new Cat();
        a.eat();
        System.out.println("---------");
//      向下转型
         Cat c = (Cat) a;
         c.eat();
         c.play();
//       向上转型
        System.out.println("---------");
        a = (Animal)c;
        a.eat();
        
//      向下转型错误演示
        /*
        System.out.println("----------");
        Dog d = (Dog)a;
        d.eat();
        d.lookDoor();
        //这样做会出现类型转换异常classcastexception
        */
        //向上转型
        a = new Dog();
        a.eat();
        
        //向下转型
        Dog d = (Dog) a;
        d.eat();
        d.lookDoor();
    } 
}

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打印结果：

猫吃鱼

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猫吃鱼

猫玩躲猫猫

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猫吃鱼
狗吃骨头
狗吃骨头
狗看门

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