【Java】多态

目录

1.多态

1.1多态的概念

1.2多态的实现条件

1.3重写

 1.4向上转型

1.5向下转型 


1.多态

1.1多态的概念

        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出不同的状态。例如动物都需要完成吃饭这一行为,但是不同的动物吃的食物是不一样的。总的来说:同⼀件事情,发生在不同对象身上,就会产生不同的结果。

1.2多态的实现条件

在Java中要实现多态,必须要满足如下几个条件,缺一不可:
1. 必须在继承体系下
2. 子类必须要对父类中方法进行重写
3. 通过父类的引用调用重写的方法
多态体现:在代码运行时,当传递不同类对象时,会调用对应类中的方法。

这便是一个简单的多态实现代码,我们可以发现代码中有一个东西@override,这就是我们需要了解的另一个知识点:重写

1.3重写

      重写(override):也称为覆盖。重写是子类对父类非静态、非private修饰,非final修饰,非构造方法等的实现过程进行重新编写,返回值和形参都不能改变,即外壳不变,核心重写!

【方法重写的规则】
• 子类在重写父类的方法时,一般必须与父类方法原型⼀致:返回值类型 方法名 (参数列表)要完全一致
• 被重写的方法返回值类型可以不同,但是必须是具有父子关系的
• 访问权限不能比父类中被重写的方法的访问权限更低。例如:如果父类方法被public修饰,则子类中重写该方法就不能声明为protected
• 父类被static、private修饰的方法、构造方法都不能被重写。
• 重写的方法,可以使用@Override 注解来显式指定.有了这个注解能帮我们进行一些合法性校验.

 我们可以通过代码验证一下:

 

 1.4向上转型

向上转型:实际就是创建⼀个子类对象,将其当成父类对象来使用。

语法格式:父类类型 对象名=new子类类型()

Animal animal = new Cat("小咪");

animal是父类类型,但可以引用⼀个子类对象,因为是从小范围向大范围的转换

【使用场景】
1. 直接赋值


2. 方法传参


3. 方法返回 

向上转型的优点:让代码实现更简单灵活。
向上转型的缺陷:不能调用到子类特有的方法。

1.5向下转型 

        将一个子类对象经过向上转型之后当成父类方法使用,再无法调用子类的方法,但有时候可能需要调用子类特有的方法,此时:将父类引用再还原为子类对象即可,即向下转型

       向下转型用的比较少,而且不安全,万一转换失败,运行时就会抛异常。Java中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。

public class TestAnimal {
 public static void main(String[] args) {
 Cat cat = new Cat("元宝",2);
 Dog dog = new Dog("⼩七", 1);
 // 向上转型 
 Animal animal = cat;
 animal.eat();
 animal = dog;
 animal.eat();
 if(animal instanceof Cat){
 cat = (Cat)animal;
 cat.mew();
 }
 if(animal instanceof Dog){
 dog = (Dog)animal;
 dog.bark();
 }
 }
}

### 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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