详述多态

最新推荐文章于 2020-03-13 16:56:29 发布

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本文深入探讨Java中的多态概念，通过哺乳动物类、蝙蝠类和鲸鱼类的示例，展示了如何通过方法重写实现多态。同时，文章详细解析了上转型对象的应用及其限制，以及如何进行对象下转型。

示例类

/**
 * 哺乳动物类
 */
public class Mammal {
	
	public void move() {
		System.out.println("哺乳动物可以移动......");
	}
}
/**
 * 蝙蝠类
 */
public class Bat extends Mammal{

	/**
	 * 重写父类Mammal中的move方法
	 */
	public void move() {
		System.out.println("蝙蝠靠翼移动......");
	}
}
/**
 * 鲸鱼类
 */
public class Whale extends Mammal{
	
	/**
	 * 重写父类Mammal中的move方法
	 */
	public void move() {
		System.out.println("鲸鱼靠鳍移动......");
	}
}

分析：

哺乳动物类为总类，蝙蝠类和鲸鱼类均属于哺乳动物类
即哺乳动物类为父类，蝙蝠类和鲸鱼类为哺乳动物类的子类，属于继承关系。
哺乳动物类中的move方法为对哺乳动物行为的总体概述，即哺乳动物都可以移动，除此之外各个具体的子类的移动方式又不一样，所以在子类中重写了父类中的move方法，以此来说明其子类的具体移动方式。

public class Test {
	
	public static void main(String[] args) {
		Mammal mammal =new Mammal();
		mammal.move();
		Mammal mammal1 = new Whale();
		mammal1.move();
		Mammal mammal2 = new Bat();
		mammal2.move();
	}
}

运行结果：

哺乳动物可以移动......
鲸鱼靠鳍移动......
蝙蝠靠翼移动......

分析：由结果可知：

mammal 调用的是Mammal类的move方法
mammal1 调用的是Whale类重写过的的move方法
mammal2 调用的是Bat类重写过的的move方法

结论：mammal1、mammal2的变量类型均为Mammal，但其调用的move方法却不是Mammal的move方法，而是调用其指向的子类对象的move方法，这种结果是多态造成的

多态

多态定义

父类类型（比如Mammal）的变量（比如mammal1）指向子类创建的对象（比如new Whale()），使用该变量调用父类中一个被子类重写的方法（比如move方法，即mammal1.move()），则父类中的方法呈现出不同的行为特征（具体表现为父类和子类中move方法的不同），这就是多态。

多态应用

Java引用变量有两种类型，分别是编译时类型和运行时类型：编译时类型由声明该变量时使用的类型决定；运行时类型由实际赋给该变量的对象。如果编译时类型和运行时类型不一致，就可能出现所谓多态。上例分析：当把子类创建的对象直接赋给父类引用类型时，例如上例Test main方法中“Mammal mammal1 = new Whale();”， mammal1引用变量的编译时类型是Mammal，运行时类型是Whale，当程序运行时，该引用变量mammal1调用父类中被子类重写的方法时，其方法行为表现的是子类重写该方法后的行为特征，而不是父类方法的行为特征。
如果编译时类型和运行时类型不一致时未必会出现所谓多态，如下例子：

/**
 * 哺乳动物类
 */
public class Mammal {
	
	public void move() {
		System.out.println("哺乳动物可以移动......");
	}
}

/**
 * 鲸鱼类
 */
public class Whale extends Mammal{
	
	
}
/**
 * Test
 */
public class Test {
	
	public static void main(String[] args) {
		Mammal mammal = new Whale();
		mammal.move();
	}
}

运行结果：

哺乳动物可以移动......

分析：尽管父类类型的变量 mammal 指向子类创建的对象（new Whale()），但由于Whale类中没有重写该变量所调用的move方法，所以没有出现多态，调用的依旧是父类的move方法

上转型对象

上转型对象定义

子类实例化的对象（如new Whale()）赋值给父类声明变量（如Mammal mammal），则该对象（mammal）称为上转型对象，这个过程称为对象上转型，对应于数据类型转换中的自动类型转换。

上转型对象应用

上转型对象不能操作子类新增的成员变量；不能调用子类新增的方法：

/**
 * 哺乳动物类
 */
public class Mammal {
	
	public void move() {
		System.out.println("哺乳动物可以移动......");
	}
}
/**
 * 鲸鱼类
 */
public class Whale extends Mammal{
    /**
	 * 新增的成员变量
	 */
    double weight；
	
	/**
	 * 新增的方法
	 */
    public void breath() {
	    System.out.println("鲸鱼正在呼吸......");
	}
}
/**
 * Test
 */
public class Test {
	
	public static void main(String[] args) {
		Mammal mammal = new Whale();
        system.ou.println(mammal.weight);
		mammal.breath();
	}
}

分析：mammal.weight：试图使用子类新增的成员变量
mammal.breath()：试图调用子类新增的方法

均会报错

总结：上转对象调用父类方法，如果该方法已被子类重写，则表现子类重写后的行为特征，否则表现父类的行为特征。

使用上转型对象调用成员变量，无论该成员变量是否已经被子类覆盖，使用的都是父类中的成员变量，如：

/**
 * 哺乳动物类
 */
public class Mammal {
	double weight=45；
	public void move() {
		System.out.println("哺乳动物可以移动......");
	}
}
/**
 * 鲸鱼类
 */
public class Whale extends Mammal{
    double weight=30；
}
/**
 * Test
 */
public class Test {
	
	public static void main(String[] args) {
		Mammal mammal = new Whale();
        system.ou.println(mammal.weight);
	}
}

运行结果：45，即为父类中的weight值