Java中的多态


一.多态的概念


        多态是面向对象程序设计的一个重要特征,指同一个实体同时具有多种形式,即同一个对象,在不同时刻,代表的对象不一样,指的是对象的多种形态。可以理解成,多态就是同一个接口,使用不同的实例而执行不同操作。也可以理解成,基类对象访问派生类的重写方法,在程序实际执行过程中表现为循环调用基类对象,访问不同的派生类。

二.多态性


        所谓多态就是指程序中定义的引用变量所指向的具体类型和通过该引用变量发出的方法调用在编程时并不确定,而是在程序运行期间才确定。而多态性就是不修改程序代码就可以改变程序运行时所绑定的具体代码,让程序可以选择多个运行状态。

例如:你是一个茶,对茶情有独钟。某日回家发现桌上有几个杯子里面都装了茶,从外面看我们是不可能知道这是些什么茶,只有喝了之后才能够猜出来是何种茶。你一喝,这是西湖龙井、再喝这是信阳毛尖、再喝这是安吉白茶….在这里我们可以描述成如下:

      茶 a = 西湖龙井

      茶 b = 信阳毛尖

      茶 c = 安吉白茶

这里表现的就是多态,西湖龙井,信阳毛尖,安吉白茶都是茶的子类,我们通过茶这一个父类就能够引用不同的子类,我们只有在运行的时候才会知道引用变量所指向的具体实例对象

三.多态的实现


1.多态实现的三大前提:继承   重写(在使用多态后的父类引用变量调用方法时,会调用子类重写后的方法,并且多态对象只能调用父类中定义子类中重写的功能,不能调用子类的特有功能)  父类引用变量可以指向子类对象

格式:父类类型 变量名=new 子类类型() 如:Parent p=new Child()

2.多态的转型:
向上转型:可以把不同的子类对象都当作父类来看,进而屏蔽不同子类对象之间的差异,写出通用的代码,做出通用的编程,统一调用标准

          格式:父类类型 变量名=new 子类类型()  如:Parent p=new Child()

          适用于:当不需要面对子类类型时,通过提高扩展性,或者使用父类的功能就能完成相应的操作

向下转型:一个已经向上转型的子类对象可以使用强制类型转换的格式,将父类引用类型转为子类引用各类型。相当于创建了一个子类对象一样,可以用父类的,也可以用自己的

            格式:子类类型 变量名=(子类类型) 父类类型的变量  如:Child c = (Child)p;//此时的p应为Parent类型

            适用于:当要使用子类特有功能时

四.多态的实现形式


        在Java中有三种形式可以实现多态:继承和  接口  抽象类和抽象方法

基于继承实现的多态的实现机制主要表现在父类和继承该父类的一个或多个子类对某些方法的重写,多个子类对同一方法的重写可以表现出不同的行为

public class Tea {
    private String name;
    public String getName() {
        return name;
    }
    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }
    public Tea(){
    }
    public String drink(){
        return "喝的是 " + getName();
    }
    
    /*** 重写toString()***/
    public String toString(){
        return null;
    }
}
public class Xihu extends Tea{
    public Xihu(){
        setName("Xihu");
    }
    /** 重写父类方法,实现多态**/
    public String drink(){
        return "喝的是 " + getName();
    }
    /*** 重写toString()***/
    public String toString(){
        return "Tea : " + getName();
    }
}
 
public class Xinyang extends Tea{
    public Xinyang(){
        setName("Xinyang");
    }
    
    /** 重写父类方法,实现多态**/
    public String drink(){
        return "喝的是 " + getName();
    }
    /*** 重写toString()***/
    public String toString(){
        return "Tea : " + getName();
    }
}
public class main {
 
    public static void main(String[] args) {
        // TODO Auto-generated method stub
        //定义父类数组
        Tea[] teas = new Tea[2];
        //定义两个子类
        Xihu xh = new Xihu();
        Xinyang xy = new Xinyang();
        
        //父类引用子类对象
        teas[0] = xh;
        teas[1] = xy;
        //循环调用
        for(int i = 0 ; i < 2 ; i++){
            System.out.println(teas[i].toString() + "--" + teas[i].drink());
        }
 
    }
 
}
 
output:
Tea : Xihu--喝的是 Xihu
Tea : Xinyang--喝的是 Xinyang

        如果父类是抽象类,那么子类必须要实现父类中所有的抽象方法,这样该父类所有的子类一定存在统一的对外接口,但其内部的具体实现可以各异。这样我们就可以使用顶层类提供的统一接口来处理该层次的方法。
在接口的多态中,指向接口的引用必须是指定这实现了该接口的一个类的实例程序,在运行时,根据对象引用的实际类型来执行对应的方法。

        继承都是单继承,只能为一组相关的类提供一致的服务接口。但是接口可以是多继承多实现它能够利用一组相关或者不相关的接口进行组合与扩充,能够对外提供一致的服务接口。所以它相对于继承来说有更好的灵活性。

五.instanceof关键字


用来判断某个对象是否属于某种数据类型,返回类型为布尔类型


六.多态的访问特点


1..在多态的成员变量中:编译运行看左边     

   在多态的成员方法中:编译看左边,运行看右边

2. 多态情况下,子父类存在同名的成员变量时,访问的是父类的成员变量。
3. 多态情况下,子父类存在同名的非静态的成员函数时,访问的是子类的成员函数。
4. 多态情况下,子父类存在同名的静态的成员函数时,访问的是父类的成员函数

总结:除了同名非静态访问子类,其他均访问父类

七.多态的优点


多态可以让我们不用关心某个对象到底具体是什么类型,就可以使用该对象的某些方法
提高了程序的可扩展性,可维护性 ,可替换性,灵活性


八.总结 


        对于面向对象而言,多态分为编译时多态和运行时多态。其中编辑时多态是静态的,主要是指方法的重载,它是根据参数列表的不同来区分不同的函数,通过编辑之后会变成两个不同的函数,在运行时谈不上多态。而运行时多态是动态的,它是通过动态绑定来实现的,也就是我们所说的多态性。

<think>好的,我需要回答用户关于Java多态的作用的问题。首先,我得回忆一下多态的基本概念。多态是面向对象编程的三大特性之一,另外两个是封装和继承。那多态具体是什么呢?它的作用又在哪里? 用户可能已经知道封装和继承,但不太清楚多态的意义。我需要从多态的定义入手。多态指的是同一个方法调用在不同对象上有不同行为。也就是说,父类引用可以指向子类对象,并且调用方法时会执行子类重写后的方法。 接下来,我需要分点说明多态的作用。常见的几个作用包括提高代码的可扩展性、可维护性、简化代码逻辑等。例如,可扩展性方面,当新增子类时,原有代码不需要修改,只需扩展新的子类即可。这样符合开闭原则。 然后,我需要举一些例子来帮助用户理解。比如,有一个Animal类,子类Dog和Cat都重写了speak方法。当使用Animal类型的引用指向Dog或Cat对象时,调用speak方法会执行各自子类的方法。这样在添加新的动物类型时,不需要修改调用方法的代码,只需要添加新的子类。 另外,多态在接口和抽象类中的应用也很重要。接口定义方法,不同实现类提供具体实现,通过多态可以灵活切换不同的实现,提高代码的灵活性。 还要提到多态的实现机制,即方法重写(动态绑定)和方法重载(静态绑定)的区别。动态绑定是在运行时确定具体调用的方法,而静态绑定是在编译时确定。多态主要依赖于动态绑定。 可能用户会疑惑多态带来的性能影响,但通常这个影响很小,现代JVM优化得很好,所以利大于弊。不过这点如果用户没问,可能暂时不需要深入。 需要确保语言通俗易懂,避免过于专业的术语堆砌。结构上先总述,再分点详细说明,最后总结。同时,注意使用中文,符合用户要求。 现在整理结构: 1. 多态的定义:同一方法不同实现。 2. 作用分点: a. 提高可扩展性(开闭原则) b. 增强代码可维护性(减少重复代码) c. 简化代码逻辑(统一接口调用) 3. 实现方式:继承、方法重写、父类引用指向子类对象。 4. 示例说明。 5. 总结多态的重要性。 检查是否有遗漏,比如多态的类型(编译时多态如重载,运行时多态如重写),但用户可能更关注运行时多态。需要明确说明。 确保例子正确,比如Animal的例子是否准确。是的,Dog和Cat继承Animal,重写speak方法,通过Animal类型调用,展示不同行为。 最后,提醒用户注意多态的前提:继承关系,方法重写,父类引用指向子类对象。这些条件必须满足才能实现多态。 现在组织语言,确保结构清晰,逐步引导用户理解。</think>Java中的多态是面向对象编程的核心特性之一,它允许不同对象对同一方法调用做出不同的响应。以下是多态的作用及实现原理的逐步解析: --- ### 一、多态的定义 多态(Polymorphism)指**同一方法在不同对象中具有不同实现**。例如: - 父类定义方法,子类重写该方法; - 通过父类引用调用方法时,实际执行的是子类重写后的方法。 --- ### 二、多态的作用 #### 1. **提高代码可扩展性** - **场景**:新增功能时,无需修改原有代码,只需扩展子类。 - **示例**: ```java class Animal { void speak() { System.out.println("动物叫"); } } class Dog extends Animal { void speak() { System.out.println("汪汪"); } // 重写方法 } class Cat extends Animal { void speak() { System.out.println("喵喵"); } // 重写方法 } // 调用时: Animal myPet = new Dog(); myPet.speak(); // 输出"汪汪" myPet = new Cat(); myPet.speak(); // 输出"喵喵" ``` - **优势**:若新增`Bird`类,只需继承`Animal`并重写`speak()`,无需改动调用代码。 #### 2. **增强代码可维护性** - **统一接口**:通过父类引用操作不同子类对象,减少重复代码。 - **示例**: ```java void makeAnimalSpeak(Animal animal) { animal.speak(); // 同一方法调用,不同结果 } ``` 调用时传入`Dog`或`Cat`对象,代码逻辑保持一致。 #### 3. **支持设计模式** - **工厂模式、策略模式**等依赖多态实现灵活的对象替换。 - **示例**:通过接口定义行为,不同实现类提供具体逻辑: ```java interface Payment { void pay(); } class Alipay implements Payment { public void pay() { System.out.println("支付宝支付"); } } class WechatPay implements Payment { public void pay() { System.out.println("微信支付"); } } // 调用时: Payment payment = new Alipay(); payment.pay(); // 输出"支付宝支付" ``` --- ### 三、多态的实现条件 1. **继承或接口实现**:子类继承父类或实现接口。 2. **方法重写**:子类重写父类方法(或实现接口方法)。 3. **向上转型**:父类引用指向子类对象(如`Animal a = new Dog();`)。 --- ### 四、多态的类型 1. **编译时多态**(静态绑定) - 通过方法重载(Overload)实现。 - 示例: ```java void print(int x) { ... } void print(String s) { ... } // 重载方法 ``` 2. **运行时多态**(动态绑定) - 通过方法重写(Override)实现。 - JVM在运行时根据对象类型确定调用哪个方法。 --- ### 五、总结 多态的核心价值在于**将代码的“做什么”与“怎么做”解耦**,使得程序更灵活、易扩展。通过合理使用多态,可以降低模块间的耦合度,提升代码复用性和可维护性。
评论
添加红包

请填写红包祝福语或标题

红包个数最小为10个

红包金额最低5元

当前余额3.43前往充值 >
需支付:10.00
成就一亿技术人!
领取后你会自动成为博主和红包主的粉丝 规则
hope_wisdom
发出的红包
实付
使用余额支付
点击重新获取
扫码支付
钱包余额 0

抵扣说明:

1.余额是钱包充值的虚拟货币,按照1:1的比例进行支付金额的抵扣。
2.余额无法直接购买下载,可以购买VIP、付费专栏及课程。

余额充值