JAVA 多态

本文详细介绍了JAVA中的多态概念,包括多态的前提条件、多态带来的好处及限制,并通过猫狗案例进行了具体演示。此外,还讲解了成员变量、构造方法、成员方法和静态方法在多态中的行为。

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JAVA 多态

一、多态概述
1、多态概述
	某一个事物,在不同时刻表现出来的不同状态。
	举例:				Dog d=new Dog();
					Animal a=new Dog();
	狗可以是狗的类型,同时猫也是动物的一种,也可以把狗称为动物。动物 a = new Dog();	意思就是用父类指向子类对象。
2、多态的前提
(1)要有类的继承关系
(2)子类要有父类的方法重写
(3)要有父类指向子类对象
3、多态的好处
(1)提高了代码的维护性
(2)提高了代码的扩展性
多态的弊端
不能使用子类的特有功能(可以把父类的引用强制转换为子类的引用,即向下转型)
4、特点
    (1)成员变量
		编译看左边,运行看左边。
	(2)构造方法
		创建子类对象的时候,会访问父类的构造方法,对父类的数据进行初始化。
	(3)成员方法
		编译看左边,运行看右边。
	(4)静态方法
		编译看左边,运行看左边。(静态和类相关,算不上重写,所以,访问还是左边的)
二、猫狗案例多态版
1、测试类:(注意:多态测试类中不能直接调用子类的特有功能,需向下转型后调用。)
public class Mytest {
    public static void main(String[] args) {
       Animals animals = new Cat();
       animals.eat();
       animals.sleep();
       Cat cat=(Cat) animals;
        cat.keai();
        System.out.println("$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$");
       Animals animals1=new Dog();
       animals1.sleep();
       animals1.eat();
       Dog dog=(Dog) animals1;
       dog.Warrning();

    }
}

2、父类
public class Animals {
    public void eat(){
        System.out.println("吃饭");
    }
    public void  sleep(){
        System.out.println("睡觉");
    }
}
3、猫类
public class Cat extends Animals {
    public void keai() {
        System.out.println("猫会卖萌");
    }

    @Override
    public void sleep() {
        System.out.println("猫睡得早");
    }

    @Override
    public void eat() {
        System.out.println("猫爱吃鱼");

    }
}
狗类
public class Dog extends Animals {
    public void Warrning(){
        System.out.println("狗能看家护院");
    }

    @Override
    public void eat() {
        System.out.println("狗爱吃肉");
    }

    @Override
    public void sleep() {
        System.out.println("狗睡得晚");
    }
}

三、多态内存图示例

多态图示例
父子类的内存图示例

public class Demoduotai {
    public static void main(String[] args) {
        Fu fu = new Zi();
        System.out.println(fu.num);
        fu.show();
        Zi zi= (Zi) fu;
        System.out.println(zi.num);
        zi.method();
    }
}
class Fu{
    int num=50;
    public void show(){
        System.out.println("fu 执行了");
    }
}
class Zi extends Fu{
    int a=20;
    int num=100;

    @Override
    public void show() {
        System.out.println("zi 执行了");
    }
    public void method(){
        System.out.println("子类特有的功能");
    }
}
输出结果为
50
Zi 执行了
100
子类特有的功能
### Java 多态的概念 Java 中的多态是指同一个接口或类可以有多种不同的实现方式。它允许程序在运行时决定调用哪个方法,从而提高代码的灵活性和可扩展性。多态的核心机制依赖于继承、重写以及动态绑定。 #### 动态绑定 当子类覆盖父类的方法时,在运行期间会根据对象的实际类型来决定执行哪一个版本的方法[^1]。这是多态的关键特性之一。 ### 实现多态的方式 Java多态可以通过以下两种主要形式实现: 1. **方法重写(Override)** 2. **接口实现** 以下是具体示例说明如何利用 `instanceof` 运算符避免潜在异常并展示多态的应用场景。 --- ### 示例代码:Java 多态的具体应用 下面是一个完整的例子,展示了如何通过多态性和 `instanceof` 来处理不同类型的对象实例。 ```java // 定义一个基类 Animal class Animal { void makeSound() { System.out.println("Some generic sound"); } } // 子类 Dog 继承自 Animal 并重写了 makeSound 方法 class Dog extends Animal { @Override void makeSound() { System.out.println("Bark"); } // 额外的功能只属于狗 void fetchStick() { System.out.println("Fetching stick..."); } } // 子类 Cat 继承自 Animal 并重写了 makeSound 方法 class Cat extends Animal { @Override void makeSound() { System.out.println("Meow"); } // 额外的功能只属于猫 void climbTree() { System.out.println("Climbing tree..."); } } public class PolymorphismExample { public static void main(String[] args) { // 创建多个动物对象并通过向上转型存储它们 Animal myDog = new Dog(); Animal myCat = new Cat(); // 调用各自的 makeSound 方法 myDog.makeSound(); // 输出 Bark myCat.makeSound(); // 输出 Meow // 如果需要访问特定子类功能,则需使用 instanceof 和强制转换 if (myDog instanceof Dog) { ((Dog) myDog).fetchStick(); // 正确调用了 Dog 类中的特有方法 } if (myCat instanceof Cat) { ((Cat) myCat).climbTree(); // 正确调用了 Cat 类中的特有方法 } Object cValue = 42; // 假设我们有一个未知类型的变量 // 判断其实际类型并打印相应消息 System.out.println("The type of value is " + (cValue instanceof Double ? "Double" : (cValue instanceof Integer ? "Integer" : "Unknown"))); // 输出 Integer [^2] } } ``` 上述代码片段中: - 我们定义了一个通用的 `Animal` 类作为超类。 - 然后创建两个派生类 `Dog` 和 `Cat`,分别实现了自己的行为逻辑。 - 在主函数里演示了即使将这些对象赋给更广泛的父类引用 (`Animal`),仍然能够正确表现出各自的行为特征——这就是所谓的“编译看声明类型, 执行找真实类型”。 另外还加入了关于 `instanceof` 关键字使用的部分,用于确认某个对象的确切类别以便安全地进行向下造型操作而不会引发 ClassCastException 错误。 --- ###
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