Java基础·第5篇：Java多态——不用再写三个重载方法了！

文章目录引入多态的定义与前提多态的形式多态的使用场景多态的运行特点引用数据类型的强转强转的异常避免异常最后的话引入假设你要写一个宠物管理系统。系统里有一个“投喂”功能狗吃狗粮猫吃猫粮兔子吃兔粮如果没有多态你可能需要这样写publicvoidfeed(Dogd){d.eat();}publicvoidfeed(Catc){c.eat();}publicvoidfeed(Rabbitr){r.eat();}三种动物三个方法。那如果是十种动物呢写十个长得一模一样的方法多态要解决的问题就是用一个方法接收所有动物。publicvoidfeed(Animala){a.eat();}不管你传进来的是狗、猫还是兔子只要它是Animal就能调eat()。至于具体怎么吃每个动物自己说了算。这就是多态——同一个方法调用表现出不同的行为。下面我们来看多态在Java中怎么实现。多态的定义与前提父类 public class Person { private String name; private int age; 空参构造 带全部参数的构造 get和set方法 public void show(){ System.out.println(name , age); } } 子类1 public class Administrator extends Person { Override public void show() { System.out.println(管理员的信息为 getName() , getAge()); } } 子类2 public class Student extends Person{ Override public void show() { System.out.println(学生的信息为 getName() , getAge()); } } 子类3 public class Teacher extends Person{ Override public void show() { System.out.println(老师的信息为 getName() , getAge()); } } 测试类 public class Test { public static void main(String[] args) { //创建三个对象并调用register方法 Student s new Student(); s.setName(张三); s.setAge(18); Teacher t new Teacher(); t.setName(王建国); t.setAge(30); Administrator admin new Administrator(); admin.setName(管理员); admin.setAge(35); register(s); register(t); register(admin); } //这个方法既能接收老师又能接收学生还能接收管理员 //只能把参数写成这三个类型的父类 public static void register(Person p){ p.show(); } }多态是指同一行为具有多个不同表现形式。从上面案例可以看出学生、老师和管理员都是人都是show这一行为但是出现的效果表现形式是不一样的。前提【重点】有继承或者实现关系方法的重写【意义体现不重写无意义】父类引用指向子类对象【格式体现】父类类型指子类对象继承的父类类型或者实现的父接口类型。多态的形式多态体现的格式父类类型 变量名 new 子类/实现类构造器; 变量名.方法名();多态的使用场景如果没有多态在上面的代码中register方法只能传递学生对象其他的Teacher和administrator对象是无法传递给register方法方法的在这种情况下只能定义三个不同的register方法分别接收学生老师和管理员。有了多态之后方法的形参就可以定义为共同的父类Person。要注意的是当一个方法的形参是一个类我们可以传递这个类所有的子类对象。当一个方法的形参是一个接口我们可以传递这个接口所有的实现类对象后面会学。而且多态还可以根据传递的不同对象来调用不同类中的方法。多态的运行特点调用成员变量时编译看左边运行看左边调用成员方法时编译看左边运行看右边Fu f new Zi() //编译看左边的父类中有没有name这个属性没有就报错 //在实际运行的时候把父类name属性的值打印出来 System.out.println(f.name); //编译看左边的父类中有没有show这个方法没有就报错 //在实际运行的时候运行的是子类中的show方法 f.show();由此也得出多态的弊端无论是调用成员变量还是成员方法都需要查看父类是否有这个成员变量和成员方法这样就导致无法执行子类特有的属性和行为。引用数据类型的强转由于多态的运行逻辑导致我们无法调用子类的独有方法。所以我们想到类可以看作是一种自定义的数据类型在类是一种数据类型的情况下当出现数据类型冲突时我们可以尝试强转。回顾基本数据类型转换自动转换: 范围小的赋值给范围大的.自动完成:double d 5;强制转换: 范围大的赋值给范围小的,强制转换:int i (int)3.14多态的转型分为向上转型自动转换与向下转型强制转换两种。向上转型多态本身是子类类型向父类类型向上转换自动转换的过程这个过程是默认的。 当父类引用指向一个子类对象时便是向上转型。 使用格式父类类型 变量名 new 子类类型(); 如Animal a new Cat();向下转型父类类型向子类类型向下转换的过程这个过程是强制的。 一个已经向上转型的子类对象将父类引用转为子类引用可以使用强制类型转换的格式便是向下转型。使用格式子类类型 变量名 (子类类型) 父类变量名; 如:Aniaml a new Cat(); Cat c (Cat) a;强转的异常在我们进行多态的强转时一定会出现下面的情况public class Test { public static void main(String[] args) { // 向上转型 Animal a new Cat(); a.eat(); // 调用的是 Cat 的 eat // 向下转型 Dog d (Dog)a; d.watchHouse(); // 调用的是 Dog 的 watchHouse 【运行报错】 } }这段代码可以通过编译但是运行时却报出了 ClassCastException 类型转换异常这是因为明明创建了Cat类型对象运行时当然不能转换成Dog对象的,出现牛头不对马嘴的情况。避免异常这时候我们需要对强转的情况进行判断避免出现ClassCastException 的错误public class Test { public static void main(String[] args) { // 向上转型 Animal a new Cat(); a.eat(); // 调用的是 Cat 的 eat // 向下转型 if (a instanceof Cat){ Cat c (Cat)a; c.catchMouse(); // 调用的是 Cat 的 catchMouse } else if (a instanceof Dog){ Dog d (Dog)a; d.watchHouse(); // 调用的是 Dog 的 watchHouse } } }其中instanceof是Java的一个关键字给引用变量做类型的校验格式如下变量名 instanceof 数据类型 如果变量属于该数据类型或者其子类类型返回true。 如果变量不属于该数据类型或者其子类类型返回false。最后的话至此面向对象的三大特性——封装、继承和多态都已经学习完毕