Java码农人生开启手册——多态-优快云博客

本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/2301_76907962/article/details/142138937

一、多态

概念：通俗来说，就是多种形态；具体点，就是去完成某个行为，当不同的对象去完成时会产生不同的状态。

1、多态的实现条件

三个条件，缺一不可：

必须在继承体系下
子类必须对父类中方法进行重写
父类的引用指向子类的对象，这是向上转型的体现

满足这三个条件就会发生动态绑定，而动态绑定是多态的基础

// 子类都重写了父类的 makeSound() 方法。
class Animal {
    void makeSound() {
        System.out.println("Animal makes a sound.");
    }
}

class Dog extends Animal {
    @Override
    void makeSound() {
        System.out.println("Dog barks.");
    }
}

class Cat extends Animal {
    @Override
    void makeSound() {
        System.out.println("Cat meows.");
    }
}

// 创建一个父类引用，但将其指向不同的子类对象，以实现多态性。
public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Animal animal1 = new Dog();
        Animal animal2 = new Cat();

        animal1.makeSound(); // 输出 "Dog barks."
        animal2.makeSound(); // 输出 "Cat meows."
    }
}

多态的体现：相同的方法调用产生了不同的行为，具体的实现取决于对象的类型。

2、编译类型和运行类型

一个对象的编译类型和运行类型可以不一致
编译类型在定义对象的时候就确定了，不能被改变
运行类型可以变化
编译类型看定义时 = 的左边，运行类型看 = 的右边

说明：一个对象在创建时，有两种类型：编译类型和运行类型

编译类型 对象名 = new 运行类型（）;

编译类型由声明该变量时使用的类型决定，运行类型由实际赋给该变量的对象决定。如果编译时类型和运行时类型不一致，会出现所谓的多态。因为子类其实是一种特殊的父类，因此java允许把一个子类对象直接赋值给一个父类引用变量，无须任何类型转换，或者被称为向上转型，由系统自动完成。引用变量在编译阶段只能调用其编译时类型所具有的方法，但运行时则执行它运行时类型所具有的方法。

二、向上转型和向下转型

1、向上转型

实际上就是创建一个子类对象，将其当成父类对象使用。

语法格式：父类类型对象名 = new 子类类型（）

使用场景：直接赋值、方法传参、方法返回

优点：让代码实现更简单灵活；缺点：不能调用子类特有的方法。

2、向下转型

将父类引用还原为子类对象。

注意：向下转型用的较少，而且不安全，万一失败，运行时就会抛出异常。Java为了提高向下转型的安全性，引入了 instanceof ，如果该表达式为 true ，则可以安全转换。

三、instanceof

instanceof 运算符用于检查一个对象是否是特定类的实例，或者是否是其子类的实例。

实例 instanceof 类
// 如果 实例 是 该类 的一个实例，或者是 该类 的子类的一个实例，
// instanceof 运算符返回 true，否则返回 false。

四、多态的优缺点

1、好处

能够降低代码的“圈复杂度”，避免出现大量的if-else
可扩展能力强

2、缺陷：代码运行效率低

属性没有多态。当父类和子类有同名属性时，通过父类引用，只能引用父类自己的成员属性。
构造方法没有多态性。

3、避免在构造方法中调用重写的方法

一段有坑的代码。我们创建两个类，B 是父类，D 是子类。D 中重写 func 方法。并且在 B 的构造方法中调用 func。

class B {
    public B() {
        // do nothing
        func();
    }

    public void func() {
        System.out.println("B.func()");
    }
}

class D extends B {
    private int num = 1;

    @Override
    public void func() {
        System.out.println("D.func() " + num);
    }
}

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        D d = new D();
    }
}


// 执行结果
D.func() 0