java多态

本文详细解释了Java中的多态概念,包括动态绑定、构造器内部的多态方法行为及协变返回类型。通过具体代码示例展示了多态在Java中的实现机制。

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1、多态是什么(也称动态绑定、后期绑定、运行时绑定)

    绑定:将方法调用与方法主体关联起来称作绑定

    前期绑定:在程序执行之前进行绑定

    后期绑定(动态绑定、运行时绑定):在运行时根据对象的类型进行绑定,编译器一直不知道对象的类型,但是方法调用机制能找到正确的方法体,并加以调用。

   注意:java中除了static方法和final方法(private方法属于final方法)外,其他所有的方法都是后期绑定。

class A{
	public static void f(){
		System.out.println("A.f()");
    }
}
class B extends A{
	public static void f() {
		System.out.println("B.f()");
	}
}
public class Test{
    public static void main(String[] args){
        g(new B());
    }
    public static void g(A a){
        a.f();
    }
}
//输出: A.()  静态方法不具有多态性

2、构造器内部的多态方法的行为

  在基类构造器中调用动态绑定的方法,会调用导出类中被覆盖后的方法。(当然是使用导出类来创建对象实例时),但是在调用导出类中被覆盖的方法时,导出类的域可能还没初始化。例如:

class A{
	public  void f(){
		System.out.println("A.f()");
	}
	public A(){
		f();
	}
}
class B extends A{
	private int i=3;
	public  void f() {
		System.out.println("B.f() "+i);
	}
}
public class ReuseTest {
	public static void main(String[] args) {
		g(new B());    
        //创建B类对象实例,从输出可以看出A构造器调用的是B的f()方法,但是i还未被初始化为3
	}
	public static void g(A a) {
		a.f();
	}
}
//输出:
//B.f() 0
//B.f() 3

  这是因为初始化的实际过程为:

  (1)在其他任何事发生之前,将分配给对象的存储空间初始化为二进制的零(此时 i 被初始化为了0)

  (2)然后按照继承的初始化方式进行初始化。

3、协变返回类型

  Java SE5中添加了协变返回类型,他表示导出类中的被覆盖的方法可以返回基类方法的返回类型的导出类。

class A{
}
class B extends A{
}

class C{
    public A f(){
    }
}
class D extends C{
    public B f(){    //此方法覆盖了C中的f()并且合法
    }
}

 

### 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和可扩展性。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和 `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 和强制转换 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` 和 `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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