Java多态

本文详细介绍了Java编程中的多态性概念,包括多态的定义和实现方式,通过实例展示了如何使用父类引用调用子类方法来实现多态。文章还提及了`instanceof`关键字用于类型判断,并指出多态对程序可扩展性和可维护性的提升作用。

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一、多态的概念

1.1 什么是多态

多态:同样的引用调用同样的方法却做了不同的事情。
通俗来讲,多态就是指一个事物有不同表现形式。比如水有固态,液态,气态三种形态。

1.2 多态的实现格式

父类类型 对象名=new 子类名称();
注:
父类类型:指子类对象继承的父类类型,或者实现的父接口类型。
例如:

//Teacher继承自Person类
Person peo=new Teacher()

二、举例

在Java中实现多态,一般使用一个父类类型的变量来引用一个子类类型的对象,然后根据被引用子类对象特征的不同得到不同的运行结果。
通过一个程序来演示:

public class Test1 {
	public static void main(String[] args) {
		Animal cat = new Cat();
		Animal dog = new Dog();
		
		animalShout(dog);
		animalShout(cat);
	}
	
	// 定义一个静态的animalShout()方法,接收一个Animal类型的对象
	public static void animalShout(Animal animal) {
		animal.shout();// 调用实际参数的shout()方法
	}
}

//有抽象方法的类也必须被声明为abstract
abstract class Animal {
	public abstract void shout(); // 定义抽象shout()方法
}
 
//定义Cat类继承Animal
class Cat extends Animal {
	// 实现shout()方法
	public void shout() {
		System.out.println("喵喵喵...");
		
	}
}
 
//定义Dog类继承Animal
class Dog extends Animal {
	// 实现shout()方法
	public void shout() {
		System.out.println("汪汪汪...");
		
	}
}

运训结果:

汪汪汪...
喵喵喵...

Animal cat = new Cat(); //将Cat对象当作Animal类型来使用
Animal dog = new Dog(); //将Dog对象当作Animal类型来使用
两行代码实现了父类类型变量引用不同的子类对象。

调用animalShout()方法时,将父类引用的两个不同子类对象分别传入,结果打印出了“汪汪汪…”和“喵喵喵…”。

此外,Java提供了一个instanceof关键字来判断一个对象的类型,其使用格式如下:

对象(或对象的引用变量)  instanceof  类(或接口)

利用instanceof进行类型判断的好处就是避免了强制类型转换过程中类型不匹配的错误。

由此可见,多态不仅解决了方法同名的问题,而且还使程序变得更加灵括,从而有效地提高程序的可扩展性和可维护性。

### 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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