Java——面向对象的编程学习之多态性

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Java——面向对象的编程学习之多态性

详解Java面向对象的三大特征之三——多态性

• 何为多态性
• 多态性的使用前提：
• 多态的使用：虚拟方法调用
• 向下转型
• instanceof关键字

何为多态性

1. 多态性可以理解为一个事物的多种形态。在父类中定义的属性和方法被子类继承之后，可以具有不同的数据类型或表现出不同的行为，这使得同一个属性或方法在父类及其各个子类中具有不同的含义。
2. 对象的多态性：父类的引用指向子类的对象（或子类的对象赋给父类的引用
3. 如在方法的重写中提到：多态性分为编译时多态和运行时多态。其中编译时多态是静态的，主要是指方法的重载，它是根据参数列表的不同来区分不同的方法。通过编译之后会变成两个不同的方法，在运行时谈不上多态。而运行时多态是动态的，主要指方法的重写，它是通过动态绑定来实现的，也就是大家通常所说的多态性。

举例

class Person{}class Man extends Person{}public class Test{public static void main(String[] args){Person p1 = new Man();}
} 

在上面代码中，定义了两个类，并且Man()类继承了Person()类，“Person p1 = new Man();”，此行代码即为父类的引用指向子类的对象。

多态性的使用前提：

• 需有类的继承关系
• 方法的重写
• 向上转型：在多态中需要将子类的对象赋给父类的引用，只有这样该引用才既能调用父类的方法，又能调用子类的方法。

多态的使用：虚拟方法调用

1. 子类中定义了与父类同名同参数的方法（即方法的重写），在多态情况下，将此时父类的方法称为虚拟方法，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。
2. 有了对象的多态性以后，我们在编译期，只能调用父类中声明的方法，但在运行期，我们实际执行的是子类中重写父类的方法。
   一句话概括就是：编译，看左边；运行，看右边。

public class Test{public static void main(String[] args) {Person p1 = new Chinese();p1.speak();// p1不能调用子类中特有的方法，会报错// p1.skin();System.out.println("age:" + p1.age);}
}class Person{int age = 20;private String name;public void speak(){System.out.println("人可以说话");}
}class Chinese extends Person{int age = 30;@Overridepublic void speak() {System.out.println("中国人说汉语");}public void skin(){System.out.println("黄皮肤");}
}

在上面代码中，父类Person()中定义了方法speak()，在子类Chinese()中，重写了此方法。根据前面总结的：编译时看左边，运行时看右边，此时如果我们想要查看“ p1.speak() ”具体调用的是哪个方法（将鼠标放在p1.speak()上，按住Ctrl键，然后点击鼠标），会发现eclipse指向了父类Person()中定义的speak()方法；但是，当我们运行程序时，实际输出的内容是“中国人说汉语”，说明运行时，实际调用的是子类Chinese()中重写的speak()方法。
注意：

• 对象p1不能调用子类中特有的方法，如代码中的“ skin() ”。
• 对象的多态性只适用于方法，不适用于属性。
  上述代码运行结果：
  

向下转型

按照上面代码中的写法“ Person p1 = new Chinese(); ”，我们可以调用子类中重写父类的方法，但不能调用子类特有的方法，如果我们想要调用子类特有的方法，就需要用到向下转型（使用强制类型转换）。即

public class Test{public static void main(String[] args) {Person p1 = new Chinese();p1.speak();// p1不能调用子类中特有的方法，会报错// p1.skin();System.out.println("age:" + p1.age);System.out.println("-----------------------");Chinese c1 = (Chinese)p1;   // 向下转型c1.skin();}
}

输出结果：
但是，在使用向下转型时，有可能出现ClassCastException的异常，例如：

class American extends Person{@Overridepublic void speak() {System.out.println("美国人说英语");}
}public class Test {public static void main(String[] args) {Person p1 = new Chinese();p1.speak();// p1不能调用子类中特有的方法，会报错// p1.skin();System.out.println("age:" + p1.age);System.out.println("-----------------------");Chinese c1 = (Chinese)p1;c1.skin();American a1 = (American)p1;}
}

上面代码中，子类American()同样继承了父类Person()，在程序运行时，会在“ American a1 = (American)p1; ”出现异常：
为了避免在向下转型时，出现此异常，我们可以使用instanceof关键字。

instanceof关键字

1. a instanceof A：判断对象a是否是类A的实例。如果是，返回true；如果不是，返回false
2. 使用情境：为了避免在向下转型时出现ClassCastException的异常，我们在向下转型之前，先进行instanceof的判断，一旦返回true，就进行向下转型。如果返回false，就不进行向下转型。
3. 如果a instanceof A返回true，则a instanceof B也返回true。其中，类B是类A的父类。

举例

public class Test {public static void main(String[] args) {Person p1 = new Chinese();p1.speak();// p1不能调用子类中特有的方法，会报错// p1.skin();System.out.println("age:" + p1.age);System.out.println("-----------------------");Chinese c1 = (Chinese)p1;c1.skin();Person p2 = new American();if(p2 instanceof Chinese){System.out.println("p2 is a Chinese");}if(p2 instanceof American){System.out.println("p2 is a American");}}
}

输出结果：