java基础 类 多态

多态

多态包含两层 :

第一层即编译时多态:看类型(等号左边)---该引用类型中有没有被访问的成员。

第二次即运行时多态:看内存(等号右边)---new谁调谁(先看所new的类中有没有,

若有则调用,否则看它的父类,依此类推)。

 

编译时多态决定"编译时能否通过",运行时多态决定"程序的执行结果"

 

多态: 把学生当人  ---子例实例即是父类对象

Person p = new Student("Rose", 22, "English"); 
 p.aa();

 

运行时多态: 看内存---new谁调谁,因为new的是Student实例,因此先看Student中

是否有aa()方法,若有则调用;否则看Person类中是否有,若有则调用; 若还没有

则看Object类,若还没有则肯定是编译时错误的(多态的第一步会拦住的).

@Test //运行时多态
    public void demo2(){
        Person p = new Student("Rose", 22, "English"); 
        p.aa(); 
    }


    

编译时多态: 看类型---该引用的类型中有没有被访问的成员。 本例p是Person类型,

若Person类中有bb()方法则编译通过,否则看它的父类Object,若有则通过,否则

就是编译错误。

@Test//编译时多态
    public void demo3(){
        Person p = new Student("Rose", 22, "English"); 
        p.bb(); 
    }

 

package cn.hncu.para2.v2;

import org.junit.Test;

/*
 * 多态包含两层:
 * 第一层(先进行)是编译时多态: 看类型(等号左边)---该引用的类型中有没有被访问的成员
 * 第二层(再进行)是运行时多态: 看内存(等号右边)---new谁调谁(先看所new的类中有没有,若有则调用,否则看它的父类,依此类推)
 * 
 * 编译时多态决定"编译时能否通过",运行时多态决定"程序的执行结果"
 * 
 * Person p = new Student("Rose", 22, "English"); 
 * p.aa();
 * 
 */

public class Demo2 {
	
	@Test
	public void demo1() {
		Student s = new Student("Jack", 22, "English");
		Person p = new Person("张三",23);
		
		System.out.println(s instanceof Person); //true
		System.out.println(p instanceof Student);//false
		
		//多态: 把学生当人  ---子例实例即是父类对象
		Person p2 = s; //AC 
		Person p3 = new Student("Rose", 22, "English");  //AC
	}
	
	
	@Test //运行时多态
	public void demo2(){
		Person p = new Student("Rose", 22, "English"); 
		p.aa(); //运行时多态: 看内存---new谁调谁,,,因为new的是Student实例,因此先看Student中是否有aa()方法,若有则调用;否则看Person类中是否有,若有则调用; 若还没有则看Object类,若还没有则肯定是编译时错误的(多态的第一步会拦住的).
	}
	
	@Test//编译时多态
	public void demo3(){
		Person p = new Student("Rose", 22, "English"); 
		p.bb(); //编译时多态: 看类型---该引用的类型中有没有被访问的成员。 本例p是Person类型, 若Person类中有bb()方法则编译通过,否则看它的父类Object,若有还通过,,否则就是编译错误。
	}
	
	
}

理解多态:
    1) 一个子类实例 既可以作为子类对象(访问子类成员),也可以作为父类对象(访问父类成员)   ---多种形态
    Student s = new Student();
    s.getSpeciality();//子类--Student
    s.setAge(22);//父类--Person
    s.hashCode();//爷爷类--Object
    
    2) 一个父类类型的形参,传实参时既可以用 子类实例,也 可以用父类实例  ---多种形态
    print( Person p ){
     System.out.println( p );
    }
    
    Person p1 = new Person();
    print( p1 );
    print( s ); //渐近匹配
    
    多态的要点:  子类实例即是父类对象---把学生当人
    
     多态最经典的语句:  Person p = new Student();

 

<think>好的,我现在需要帮助用户理解Java中的多态。用户之前已经询问过变量调用,现在转向另一个基础概念,可能是在系统学习Java基础知识。首先,我应该回顾多态的定义,确保自己理解准确。多态指的是同一操作作用于不同对象,可以有不同的解释,产生不同的执行结果。这通常通过方法重写重载来实现,但用户可能更关注的是运行多态,即通过继承接口实现的多态。 接下来,我需要考虑用户的需求。用户可能刚开始学习Java,对多态的概念还不清楚,或者想巩固已有的知识。需要分步骤解释,结构清晰。首先定义多态,然后说明实现方式,接着是具体示例,可能还要包括注意事项常见问题。 用户之前的回答结构是分点解析,带有代码示例公式,所以这次也应该保持似的结构。例如,分成基本概念、实现方式、代码示例、应用场景、注意事项等部分。需要注意的是,用户可能对重载重写的区别有疑问,或者对向上转型向下转型不太理解,这些都需要涵盖进去。 另外,用户之前的回复中提到了变量作用域,所以可能需要将多态与之前的内容联系起来,比如多态如何影响方法的调用,变量引用的型与实际对象型的关系。同,要避免过于深入复杂的细节,保持基础知识的讲解,适合初学者的水平。 需要检查是否有常见的误区,例如认为多态只与方法重写有关,而忽略重载,或者对动态绑定的机制不清楚。因此,在解释,要明确区分编译多态(重载)运行多态(重写),以及它们的不同之处。 代码示例部分,应该选择简单明了的例子,比如动物的继承结构,展示不同子对象调用相同方法的不同表现。同,可以加入向上转型向下转型的例子,说明如何安全地进行型转换,避免ClassCastException。 还要考虑用户可能遇到的错误,比如没有正确使用@Override注解导致的意外行为,或者试图调用子特有方法出现的编译错误。这些实际问题能帮助用户更好地理解应用多态。 最后,总结多态的优势,如提高代码扩展性可维护性,并强调设计原则,如开闭原则,与多态的关系。这有助于用户理解多态在实际开发中的价值,而不仅仅是语法层面的知识。 需要确保语言简洁,避免术语堆砌,用通俗易懂的中文解释概念,同保持专业性。检查是否有遗漏的部分,比如多态的三个必要条件:继承、重写引用指向子对象,这些是否在回答中明确提到。另外,动态绑定机制是理解运行多态的关键,需要简要说明。 可能还需要对比其他面向对象特性,如封装继承,帮助用户构建完整的知识体系。但根据用户的问题,重点应放在多态上,所以简要提及即可。 最后,整理思路,确保回答结构符合用户之前的格式,分点清晰,代码示例正确,公式或图表辅助理解。例如,用表格总结多态型,或用公式表示方法调用的绑定过程。同,注意使用中文标点正确的排版,提升可读性。</think># Java多态核心解析(四维剖析) ## 一、多态本质公式 $$ \text{多态} = \text{继承} \times \text{重写} + \text{向上转型} $$ - 动态绑定机制:$ \text{编译看左} \cap \text{运行看右} $ ## 二、多态型矩阵 $$ \begin{array}{|c|c|c|} \hline \text{型} & \text{实现方式} & \text{绑定机} \\ \hline \text{编译多态} & \text{方法重载} & \text{静态绑定} \\ \text{运行多态} & \text{方法重写} & \text{动态绑定} \\ \hline \end{array} $$ ## 三、运行多态实现流程 ### 1. 基础实现框架 ```java // 父定义 class Animal { void sound() { System.out.println("动物发声"); } } // 子重写 class Cat extends Animal { @Override void sound() { System.out.println("喵喵叫"); } } class Dog extends Animal { @Override void sound() { System.out.println("汪汪叫"); } } ``` ### 2. 多态调用演示 ```java public class Test { public static void main(String[] args) { Animal[] animals = { new Cat(), // 向上转型 new Dog(), // 向上转型 new Animal() }; for(Animal a : animals) { a.sound(); // 动态绑定 } } } ``` 输出结果: ``` 喵喵叫 汪汪叫 动物发声 ``` ## 四、多态技术要素 1. **继承关系**:必须存在父-子继承结构 2. **方法重写**:子必须重写父方法(@Override验证) 3. **向上转型**:父引用指向子对象(例:$Animal\ a = new\ Cat();$) ## 五、多态应用场景 1. **参数统一化**: ```java void makeSound(Animal animal) { animal.sound(); // 接受任意Animal子对象 } ``` 2. **容器存储异构对象**: ```java List<Animal> zoo = new ArrayList<>(); zoo.add(new Cat()); zoo.add(new Dog()); ``` 3. **工厂模式核心**:通过父返回具体子实例 ## 六、型转换操作 ### 1. 向下转型验证 ```java Animal a = new Cat(); if(a instanceof Cat) { // 型检查 Cat c = (Cat)a; // 安全转型 c.catchMouse(); // 调用子特有方法 } ``` ### 2. 转型异常防护 ```java try { Dog d = (Dog)a; // 错误转型 } catch(ClassCastException e) { System.out.println("型转换异常"); } ``` ## 七、方法绑定机制 1. **静态成员方法**: $$ \text{变量声明型} \rightarrow \text{决定调用方法} $$ 2. **实例成员方法**: $$ \text{实际对象型} \rightarrow \text{决定调用方法} $$ ## 八、多态限制说明 1. **变量访问**:只能访问父声明成员 ```java class Parent { int x = 10; } class Child extends Parent { int x = 20; } Parent p = new Child(); System.out.println(p.x); // 输出10(访问父字段) ``` 2. **静态方法**:不支持多态调用 ```java class Parent { static void test(){} } class Child extends Parent { static void test(){} } Parent p = new Child(); p.test(); // 调用Parent.test() ``` ## 九、设计模式应用 ### 模板方法模式 ```java abstract class Game { // 固定流程 final void play() { // final防止重写 initialize(); start(); end(); } abstract void initialize(); // 抽象方法 abstract void start(); void end() { // 默认实现 System.out.println("游戏结束"); } } class Chess extends Game { @Override void initialize() { System.out.println("摆棋盘"); } @Override void start() { System.out.println("开始下棋"); } } ``` ## 十、开发实践建议 1. **多态三不要**: - 避免在构造器中调用可重写方法 - 不要滥用instanceof判断型 - 谨慎使用强制型转换 2. **设计原则**: - 开闭原则(对扩展开放,对修改关闭) - 里氏替换原则(子可替换父) 关键理解公式: $$ \text{多态优势} = \frac{\text{代码扩展性}}{\text{修改成本}} \times \text{系统灵活性} $$ 通过多态机制,可以实现不同对象对同一消息的差异化响应,这是面向对象设计实现"高内聚、低耦合"的重要技术手段。建议结合接口多态进行延伸学习,掌握更复杂的多态应用场景。
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