父类引用指向子类对象

本文深入探讨面向对象编程中的多态特性,通过实例展示父类引用如何指向子类对象,以及这种方式带来的内存效率提升和编程灵活性。文章详细解释了多态的三个必要条件,并通过代码示例说明了如何实现和利用多态特性,以创建更加可持续性的编程实践。

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多态是面向对象的一个非常重要的特征。而多态有三个必要条件是         

1.要有继承(实现implements)

2.要有重写(overwrite  & override)

3.父类引用指向子类对象( 例子[  Animal  a =new Dog();  ])

这篇博客说的就是父类引用指向子类对象。

翻译过来就是定义一个父类的引用,但指向的是子类的对象。

我写了一个父类引用指向子类的小例子

这是父类Animal

 class Animal   //定义父类Animal
    {
        private String type = "Animal";
        public virtual void showLegs()
        {
            Console.WriteLine("This is an {0} , Animal always has legs", type);
        }

    }

下面分别是子类Dog和子类Glede

class Dog:Animal//子类Dog继承父类Animal
    {
        private String type = "Dog";
        public override void showLegs()
        {
            Console.WriteLine("This is a {0} , Dog has four legs", type);
        }
    }

class Glede : Animal//子类Glede继承父类Animal
    {
        private String type = "Glede";
        public override void showLegs()
        {
            Console.WriteLine("This is a {0} , Glede has two legs", type);
        }
    }

客户端的代码是这样的

            Animal a1 = new Animal();
            Animal a2 = new Dog();   //定义一个Animal的引用指向的是子类的Dog对象
            Animal a3 = new Glede(); //定义一个Animal的引用指向的是子类的Glede对象
            a1.showLegs();
            a2.showLegs();
            a3.showLegs();
            Console.ReadLine();

  从内存上说 假设类Animal的内存是x,类Dog占用的内存是y.

那么a1所分配内存就是x+y,而a2所分配内存就是y。

内存上减少了

父类引用指向子类对象还有一个好处就是为以后修改方便,那么以后用到Animal的地方,用dog实例,cat实例都可以取代,不用改实例名了。说玄乎一点,也就体现了面向对象“多态”的特性。

我称这种编程为‘’可持续性编程‘’。


### 父类引用指向子类对象的用法与原理 在Java中,父类引用指向子类对象是一种实现多态的重要机制。这种机制的核心在于继承、方法重写以及向上转型[^1]。通过这种方式,程序可以更加灵活地处理不同类型对象。 #### 原理分析 1. **继承关系**:子类继承父类后,会自动获得父类的所有非私有属性和方法。这是多态的基础条件之一。 2. **方法重写**:子类可以通过重写父类的方法来改变其行为。当父类引用指向子类对象,调用的方法是子类中重写的方法,而不是父类中的方法[^2]。 3. **向上转型**:在Java中,父类引用可以直接指向子类对象,这种现象称为向上转型。编译器会将子类实例视为父类类型,从而实现多态性[^4]。 #### 示例代码 以下是一个简单的示例,展示如何使用父类引用指向子类对象并实现多态: ```java // 定义父类 class Animal { public void sound() { System.out.println("动物发出声音"); } } // 定义子类1 class Cat extends Animal { @Override public void sound() { System.out.println("喵喵喵"); } } // 定义子类2 class Dog extends Animal { @Override public void sound() { System.out.println("汪汪汪"); } // 子类特有的方法 public void wagTail() { System.out.println("摇尾巴"); } } public class Main { public static void main(String[] args) { // 父类引用指向子类对象 Animal animal1 = new Cat(); Animal animal2 = new Dog(); // 调用的是子类重写的方法 animal1.sound(); // 输出: 喵喵喵 animal2.sound(); // 输出: 汪汪汪 // 如果需要访问子类特有方法,必须进行强制类型转换 ((Dog) animal2).wagTail(); // 输出: 摇尾巴 } } ``` #### 注意事项 - 父类引用无法直接访问子类特有的方法。如果需要访问这些方法,必须通过强制类型转换来实现[^3]。 - 在运行,JVM会根据实际对象类型来决定调用哪个方法。这就是动态绑定(Dynamic Binding)的工作方式。 ### 总结 父类引用指向子类对象是Java中实现多态的关键机制。它允许程序以统一的方式处理不同类型对象,同通过动态绑定确保调用的是子类中重写的方法。这种设计不仅提高了代码的灵活性,还增强了可扩展性。
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