3.1.8 多态

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1.概念

多态是面向对象程序设计(OOP)的一个重要特征,指同一个实体同时具有多种形式,即同一个对象,在不同时刻,代表的对象不一样,指的是对象的多种形态。
可以把不同的子类对象都当作父类来看,进而屏蔽不同子类对象之间的差异,写出通用的代码,做出通用的编程,统一调用标准。
比如,你的女盆友让你买点水果回来,不管买回来的是苹果还是西瓜,只要是水果就行,这个就是生活中多态的体现。
再比如,小猫、小狗、小猪我们可以把他们都归纳成小动物,每种小动物都需要吃东西,所以我们可以统一设置他们都必须吃,但是每种小动物的习性不一样,那这个就可以设置成小动物自己特有的功能,多态对象只能调用父类中定义子类中重写的功能,并不能调用子类的特有功能,这样就实现了代码的统一。

2.特点

  1. 多态的前提1:继承
  2. 多态的前提2:要有方法的重写
  3. 父类引用指向子类对象,如:Animal a = new Cat();
  4. 多态中,编译看左边,运行看右边
    在这里插入图片描述

3.入门案例练习

package partTwo;
/* 本类用于多态的入门案例*/
public class TestDemo {
    
      
    public static void main(String[] args) {
    
      
        //6.创建"纯纯”的对象进行测试(为了好理解,就是直接创建对象)
        Animal2 a = new Animal2();
        Cat2 c = new Cat2();
        Dog d = new Dog();
        //调用方法进行测试
        a.eat();  //小动物Animal吃啥都行
        c.eat();  //小猫爱吃小鱼干,执行子类重写后的功能
        d.eat();  //小狗爱吃肉骨头,执行子类重写后的功能

        /*2.子类可以调用子类的功能,但是父类不能调用子类的特有功能*/
        //a.jump();

        c.jump();  //子类对象可以调用自己的功能
        d.run();   //子类对象可以调用自己的功能

        //8.创建多态进行测试
        /* 3.口诀1:父类引用指向子类对象
         * 解释:创建出来的子类对象地址值,交给父类类型的引用类型变量来保存*/
        Animal2 a2 = new Cat2();
        Animal a3 = new Dog();
        a2.eat();
        a3.eat();
        /*4.口诀2:编译看左边,运行看右边
         * 解释:必须要在父类里定义这个方法,才能通过编译
         * 编译时,把多态对象看做父类,必须要在子类中重写父类定义的方法
         * 运行时,方法体使用的是子类的功能*/
        //a2.jump()   报错,无法使用,不是父类功能的重写,父类中未定义此功能
        //a3.run();    报错,无法使用,不是父类功能的重写,父类中未定义此功能
    }
}


/* 1.多态的前提:继承+重写*/
//1.创建父类
class Animal2{
    
      
    //3.创建父类的普通方法
    public void eat(){
    
      
        System.out.println("小动物Animal吃啥都行");
    }
}


//2.1创建子类小猫
class Cat2 extends Animal2{
    
      
    //4.1重写父类的功能--小鱼干
    @Override
    public void eat(){
    
      
        System.out.println("小猫爱吃小鱼干");
    }
    //5.1 添加子类的特有功能
    public void jump(){
    
      
        System.out.println("小猫Cat跳的老高了");
    }
}

//2.2创建子类小狗
class Dog extends Animal{
    
      
    //4.2重写父类的功能--肉骨头
    @Override
    public void eat(){
    
      
        System.out.println("小狗爱吃肉骨头");
    }
    //5.2添加子类的特有功能
    public void run(){
    
      
        System.out.println("小狗Dog跑的老快了");
    }
}

4 多态的好处

  1. 多态可以让我们不用关心某个对象到底具体是什么类型,就可以使用该对象的某些方法
  2. 提高了程序的可扩展性和可维护性

5 多态的使用

前提:多态对象把自己看做是父类类型

  1. 成员变量: 使用的是父类的
  2. 成员方法: 由于存在重写现象,所以使用的是子类的
  3. 静态成员: 随着类的加载而加载,谁调用就返回谁的

6 练习:多态成员使用测试

package partTwo;
/* 本类用于测试多态成员的使用情况*/
public class TestDemo2 {
    
      
    public static void main(String[] args) {
    
      
        // 创建纯纯的子类对象
        Dog3 d = new Dog3();
        System.out.println(d.sum);  //20   子类自己的属性
        d.eat(); // 子类自己的方法
        d.play(); //小狗玩皮球

        //8.创建多态对象
        /* 口诀1 :父类引用指向子类对象
         *  口诀2 :编译(保存)看左边,运行(测试)看右边*/
        Animal3 a = new Dog3();
        /* 多态中,成员变量使用的是父类的*/
        System.out.println(a.sum); //10
        /* 多态中,方法的声明的使用的是父类的,方法的实现使用的是子类的*/
        a.eat();  //小狗要吃肉包子
        /* 多态中,如果父子类都有同名的静态方法,使用的是父类的*/
        a.play();  //玩啥都行,静态方法优先级最大,不能被重写
    }
}
//1.创建父类
class Animal3{
    
      
    //3.创建成员变量
    int sum = 10;
    //4.创建普通方法
    public void eat(){
    
      
        System.out.println("吃啥都行");
    }

    //创建父类的静态方法
    public static void play(){
    
      
        System.out.println("玩啥都行");
    }
}

/* 1.多态的前提:继承+重写*/
//2.创建子类
class Dog3 extends Animal3{
    
      
    //5.定义子类的成员变量
    int sum = 20;
    //6. 重写父类的方法
    @Override /* 2.此注解表示当前是一个重写的方法*/
    public void eat(){
    
      
        System.out.println("小狗要吃肉包子");
    }
    //创建子类的静态方法
    /* @Override  这不是一个重写的方法,质数恰巧在俩个类中,出现了俩个一模一样的方法
       静态方法属于类资源,不存在重写现象所以,在哪个类里定义,就在哪个类里使用*/
    public static void play(){
    
      
        System.out.println("小狗玩皮球");
    }
}

7 拓展

7.1 综合案例

package partTwo;
/* 本类用于汽车设计综合案例*/
public class TestCar2 {
    
      
    public static void main(String[] args) {
    
      
        //9.创建一个纯纯的对象
        Car2 c = new Car2();
        System.out.println(c.getColor()); //null 被封装了需要使用get方法
        c.start(); //我的车车启动了   使用的父类自己的功能
        c.stop();  //我的车车熄火了   使用的父类自己的功能
        //c.swim();  会报错,父类不能使用子类的特有功能

        BMW b = new BMW();
        System.out.println(b.color); //子类自己的值
        System.out.println(b.getColor());  //父类设置的值
        b.start(); //重写后的功能
        b.stop();  //没有重写,输出的为继承父类的功能

        //11.创建多态对象进行测试
        Car2 c2 = new TSL();
        // System.out.println(c2.color); 父类被封装的color属性,只能在本类使用
        System.out.println(c2.getColor()); //可以调用公共get方法使用
        c2.stop(); //调用的是重写后的属性
        c2.start();  //没有重写,调用的是父类的声明
        //c2.swim();  会报错,多态对象不能使用子类的特有功能,因为它认为自己是父类型
    }
}
//1.通过分析,抽象形成一个汽车类
class Car2 {
    
      
    //2.定义属性--成员变量
    //2.1 封装属性--使用private
    private String brand;  //品牌
    private String color;  //颜色
    private int id;  //编号
    private double length;  //车长

    //3.定义方法--功能
    public void start(){
    
      
        System.out.println("我的车车启动了");
    }
    public void stop(){
    
      
        System.out.println("唉呀妈呀,熄火了");
    }

    //2.2 生成属性对应get,set值
    public String getBrand() {
    
      
        return brand;
    }

    public void setBrand(String brand) {
    
      
        this.brand = brand;
    }

    public String getColor() {
    
      
        return color;
    }

    public void setColor(String color) {
    
      
        this.color = color;
    }

    public int getId() {
    
      
        return id;
    }

    public void setId(int id) {
    
      
        this.id = id;
    }

    public double getLength() {
    
      
        return length;
    }

    public void setLength(double length) {
    
      
        this.length = length;
    }
}

//4.创建一个子类--宝马类
class BMW extends Car2{
    
      
    //8.1 定义自己的特有属性
    String color = "五彩斑斓的黑";
    //6.重写父类的方法
    @Override
    public void start(){
    
      
        // System.out.println(getColor());  被封装的,使用的话,要调用getcolor
        System.out.println("我的车要起飞了");
    }
}
//5创建一个子类--特斯拉
class TSL extends Car2{
    
      
    //8.2 定义自己的特有属性
    String color = "炫彩夺目的红";
    @Override
    public void stop(){
    
      
        System.out.println("唉呀妈呀,咋停不下来呢");
    }
    //7.定义子类的特有功能
    public void swim(){
    
      
        System.out.println("没想到吗,我还是一个潜水艇");
    }
}

7.2 多态为了统一调用标准

package partTwo;

public class TestFruit {
    
      
    public static void main(String[] args) {
    
      
        Fruit2 f = new Fruit2();
        Apple2 a = new Apple2();
        Orange o = new Orange();
        get(f);
        get(a);
        get(o);
    }
    //只需要创建一个方法,就可以执行截然不同的效果
    //忽略子类对象的差异统一看作父类类型
    public static void get(Fruit2 f){
    
      
        f.clean();
    }
}
class Fruit2{
    
      
    public void clean(){
    
      
        System.out.println("水果要洗洗再吃");
    }
}
class Apple2 extends Fruit2{
    
      
    @Override
    public void clean(){
    
      
        System.out.println("苹果需要削皮");
    }
}
class Orange extends Fruit2{
    
      
    @Override
    public void clean(){
    
      
        System.out.println("橙子需要剥皮");
    }
}

7.3 静态变量和实例变量的区别

在语法定义上的区别:
- 静态变量前要加static关键字,而实例变量前则不加。
在程序运行时的区别:
- 实例变量属于某个对象的属性,必须创建了实例对象,其中的实例变量才会被分配空间,才能使用这个实例变量。静态变量不属于某个实例对象,而是属于类,所以也称为类变量,只要程序加载了类的字节码,不用创建任何实例对象,静态变量就会被分配空间,静态变量就可以被使用了。总之,实例变量必须创建对象后才可以通过这个对象来使用,静态变量则可以直接使用类名来引用。

7.4 向上转型和向下转型

在JAVA中,继承是一个重要的特征,通过extends关键字,子类可以复用父类的功能,如果父类不能满足当前子类的需求,则子类可以重写父类中的方法来加以扩展。
那么在这个过程中就存在着多态的应用。存在着两种转型方式,分别是:向上转型和向下转型。
向上转型:可以把不同的子类对象都当作父类来看,进而屏蔽不同子类对象之间的差异,写出通用的代码,做出通用的编程,统一调用标准。
比如:父类Parent,子类Child
父类的引用指向子类对象:Parent p=new Child();
说明:向上转型时,子类对象当成父类对象,只能调用父类的功能,如果子类重写了父类中声明过的方法,方法体执行的就是子类重过后的功能。但是此时对象是把自己看做是父类类型的,所以其他资源使用的还是父类型的。
比如:花木兰替父从军,大家都把花木兰看做她爸,但是实际从军的是花木兰,而且,花木兰只能做她爸能做的事,在军营里是不可以化妆的。

向下转型(较少):子类的引用的指向子类对象,过程中必须要采取到强制转型。这个是之前向上造型过的子类对象仍然想执行子类的特有功能,所以需要重新恢复成子类对象
Parent p = new Child();//向上转型,此时,p是Parent类型
Child c = (Child)p;//此时,把Parent类型的p转成小类型Child
其实,相当于创建了一个子类对象一样,可以用父类的,也可以用自己的
说明:向下转型时,是为了方便使用子类的特殊方法,也就是说当子类方法做了功能拓展,就可以直接使用子类功能。
比如:花木兰打仗结束,就不需要再看做是她爸了,就可以”对镜贴花黄”了