多态,向上(下转型),instanceof用法

本文详细解释了面向对象编程中的多态概念,包括其工作原理、实现条件及向上、向下转型的具体应用。并通过实例展示了如何利用多态提高代码复用性和工作效率。

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20.多态

顾名思义多种形态,程序发出某个指令给某个对象,某个对象根据具体指令执行不同的操作 
两个对象不同,方法一样,结果不一样,参数不同,叫多态,
	public void feed(Dog dog){  dog.eat();}
	public void feed(Cat cat){  cat.eat();}

使用前提:
1.继承关系
2.方法重写
3.向上转型 将子类对象转换为父类对象,父类将调用子类重写后的方法
pet pet=new dog();

向上转型语法:

<父类名>  自己设置的变量名=new <子类名>;

ex: //继承类中的方法
子类名 Dog 父类名 Animal

	public String show() {
		String strs="狗";
		return strs;
	}
	//测试类中
	Animal pet=new Dog();   //向上转型  
		String strs=pet.show();
		System.out.println(strs);

优点:减少代码量,提高代码的重用性,提升工作效率

4.向下转型      将父类对象强制转化子类对象   Dog dog=(Dog)animal
					    dog.lookDoor();

向下转型语法

	<子类名>  自己设置的变量名=(子类名)<父类名>;
	
	《数据类型》 《变量名》=《自己设置的变量名》.方法();

向上转型
//Pet抽象父类,Dog为子类,Pet 中包含抽象方法toHosptial()方法

Pet pet=new Dog();	//子类到父类的转换

pet.toHosptail();    //会调用子类的toHosptail()方法,而不是Pet父类的toHosttail()方法
			//这就体现了多态

将一个父类的引用指向一个子类对象时,称为向上转型,自动进行类型转换
此时通过父类引用变量调用的方法是子类覆盖或继承父类的方法,不是父类的方法
此时通过父类引用变量无法调用子类特有的方法

向下转型
用于调用子类特有的方法,可以将父类强制转换为子类,再调用子类的特有方法

将一个指向子类对象的父类引用赋值给一个类的引用,即父类类型转换为子类型,称为向下转型

语法:

<子类型><引用变量用>=<(子类型)><父类名>;

Dog dog=(Dog)Pet; //将Pet父类转换为子类Dog

dog.看门(); //执行Dog特有的方法

instanceof 运算符
用来判断两个参数 是否为同一个类型

使用instanceof时,对象的类型必须和instanceof后面的参数所指定的类在继承上有上下级关系,
否则会编译出错,instanceof 通常和强制类型转换综合使用。

<think>嗯,用户问的是Java中的多态,特别是向上转型和向下转型的概念和用法,需要示例和解释。首先,我需要回忆一下多态的基本概念,然后重点放在转型上。根据提供的引用资料,多态是Java的三大特性之一,继承和接口实现是前提。向上转型是父类引用指向子类对象,而向下转型则是反过来,但需要强制转换和instanceof检查。 用户可能需要知道为什么需要这两种转型,以及它们的具体应用场景。比如向上转型如何实现多态,让代码更灵活,而向下转型则在需要调用子类特有方法时使用。要注意的是,向上转型后不能访问子类特有的属性和方法,但重写的方法会动态绑定。 接下来,需要结合引用中的例子,比如Pet和Dog的关系,或者Animal和Dog的例子。要确保示例清晰,展示向上转型的语法,以及向下转型时的强制转换和instanceof的使用。同时,需要解释动态绑定的概念,即方法调用在运行时确定,这是多态的关键。 可能还需要提到向下转型的风险,比如如果不做instanceof检查直接转换可能会导致ClassCastException,所以安全性很重要。此外,应用场景方面,向上转型常用于方法参数和返回类型,提高通用性;向下转型则用于需要子类特定功能的情况。 要确保回答结构清晰,先介绍概念,再分点讲解向上和向下转型,给出代码示例,最后总结注意事项和应用场景。同时,根据用户的要求,生成相关问题,可能涉及动态绑定、instanceof的作用、转型异常处理等。</think>### 多态向上转型与向下转型详解 #### 一、核心概念 多态是面向对象编程中通过**父类引用操作子类对象**的特性,分为向上转型(Upcasting)和向下转型(Downcasting)两种形式: - **向上转型**:父类类型变量引用子类对象(自动完成) $$ \text{父类类型 变量名 = new 子类类型();} $$ - **向下转型**:将父类引用强制转换回子类类型(需显式声明) $$ \text{子类类型 变量名 = (子类类型)父类引用;} $$ --- #### 二、向上转型示例与特性 **代码示例**: ```java class Animal { void eat() { System.out.println("动物进食"); } } class Cat extends Animal { @Override void eat() { System.out.println("猫吃鱼"); } void jump() { System.out.println("猫跳跃"); } } public class Test { public static void main(String[] args) { Animal animal = new Cat(); // 向上转型 animal.eat(); // 输出"猫吃鱼"(动态绑定) // animal.jump(); // 编译报错,无法访问子类特有方法[^3] } } ``` **特性说明**: 1. **自动完成**:无需强制类型转换 2. **动态绑定**:调用重写方法时根据实际对象类型执行(如`eat()`方法)[^5] 3. **限制访问**:无法直接调用子类特有方法(如`jump()`)[^4] --- #### 三、向下转型示例与规则 **代码示例**: ```java Animal animal = new Cat(); if (animal instanceof Cat) { // 安全检查 Cat cat = (Cat) animal; // 向下转型 cat.jump(); // 成功调用特有方法 } ``` **强制规则**: 1. **必须显式转换**:使用`(子类类型)`语法 2. **类型检查必要**:需通过`instanceof`验证对象实际类型[^3] 3. **转换异常风险**:若未检查直接转换可能抛出`ClassCastException` --- #### 四、应用场景对比 | 转型类型 | 典型场景 | 优点 | 风险 | |---------|----------|------|------| | 向上转型 | 1. 方法参数统一化<br>2. 集合存储异构对象 | 提高代码扩展性[^2] | 丢失子类特性 | | 向下转型 | 调用子类特有方法/属性 | 恢复对象完整能力 | 类型转换异常[^4] | --- #### 五、注意事项 1. **向下转型前置条件**:对象必须原本就是目标子类实例(如`new Cat()`转`Cat`有效,但`new Animal()`转`Cat`无效)[^3] 2. **设计建议**:优先通过方法重写实现功能,减少向下转型使用 3. **性能影响**:`instanceof`检查会带来轻微性能开销
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