Java多态

本文深入讲解了Java中多态的概念及其实现方式,包括向上转型和向下转型,并提供了具体的代码示例来展示如何使用多态特性。

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多态

多态

面向对象的三大特性:封装、继承、多态。多态指允许不同类的对象对同一消息做出相应,即同一消息可以根据发送对象的不同而采用多种不同的行为方式(发送消息即函数调用)。多态采用动态绑定,是指在执行期间(而非编译期)判断所引用对象的实际类型,根据实际的类型调用其相应的方法。多态需要满足三大条件:

1、要有继承;

2、要有重写;

3、父类引用指向子类对象。

Java中多态的实现方式有两种,一种是对象方法的多态,即方法的重载与重写;一种是对象类型的多态。在Java中对象类型的多态分为向上转型和向下转型,向上转型是程序自己完成的,向下转型必须明确指出要转型的子类类型,这是强制性的。这里重点介绍对象的多态。

向上转型

    通过向上转型,父类对象可调用子类重写的方法,但是不能调用子类的新增的方法,否则在编译时会出错。示例:

public class Test {
	public static void main(String[] args){
		A a = new B(); //父类引用指向子类对象
		a.f();  //可访问子类重写父类的f()方法
//		a.f1();    //错误,不可访问子类特有的新增的方法
	}
}
class A{
	public void f(){
		System.out.println("父类");
	}
}
class B extends A{
	public void f(){
		System.out.println("子类");
	}
	public void f1(){
		System.out.println("子类新增方法");
	}
}

向下转型

    向下转型是指把父类类型转换为子类类型。在进行对象的向下转型之前,必须先发生对象的向上转型。为避免向下转型时出现错误,可通过instanceof关键字判断父类对象是否可转换为子类对象。示例:

  A a = new B();  
  B b = (B) a;   //正确
  b.f();
  b.f1();

### 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 `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 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` `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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