java自学笔记4：java中的多态

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#java #多态 #继承

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本文详细介绍了Java中多态的概念，包括引用的多态和方法的多态，并通过实例演示了向上类型转换和向下类型转换的过程及注意事项。此外，还深入探讨了抽象类的应用场景、作用以及使用规则。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

一.
对象中的多种形态
1.引用的多态：
父类的引用可以指向本类的对象
父类的引用可以指向子类的对象
2.方法的多态：
创建父类对象时，调用的方法为本类方法
创建子类对象时，调用的方法为子类重写的方法或者继承的方法

代码描述：

父类：Animal类

package com.vishuo.www;

public class Animal {
   public void eat(){
       System.out.println("动物具有吃的能力");
   }
}

子类：Dog类

package com.vishuo.www;

public class Dog extends Animal {
  public void eat(){
      System.out.println("狗是吃肉的");
  }

  public void watchDoor(){
      System.out.println("狗具有看门的能力");
  }
}

子类：Cat类

package com.vishuo.www;

public class Cat extends Animal {

}

测试类：Initial类

package com.vishuo.www;

public class Initail {

    public static void main(String[] args) {
        // TODO Auto-generated method stub
       Animal obj1 = new Animal();
       Animal obj2 = new Dog();//父类的引用是可以指向子类对象的
       Animal obj3 = new Cat();
       obj1.eat();
       obj2.eat();
       obj3.eat();
//       obj2.watchDoor(); //不允许通过父类的引用调用子类独有的方法
    }

}

测试类输出：

动物具有吃的能力
狗是吃肉的
动物具有吃的能力

二.多态中的引用类型转换

1.向上类型转换（隐式/自动类型转换），是小类型到大类型的转换
无风险
2.向下类型转换（强制类型转换），是大类型到小类型
有风险

这里写图片描述

3.instanceof运算符，来解决引用对象的类型，避免类型转换的安全性问题

代码演示：

package com.vishuo.www;

public class Initail {

    public static void main(String[] args) {
        // TODO Auto-generated method stub

        Dog dog = new Dog();
        Animal animal = dog;//自动类型提升 向上类型转换

        //通过instanceof运算符避免类型转换的安全性问题
        if(animal instanceof Dog){
            Dog dog2 = (Dog)animal;//向下类型转换 强制类型转换
            System.out.println("转换成功");
        }else{
            System.out.println("无法进行类型转换 转换成Dog类型");
        }

        //通过instanceof运算符避免类型转换的安全性问题
        if(animal instanceof Cat){
            Cat cat  =(Cat)animal;//1.编译时 Cat类型 2.运行时 Dog类型
        }else{
            System.out.println("无法进行类型转换 转换层Cat类型");
        }
    }

}

三.java中的抽象类
1.语法定义：
抽象类前使用abstract关键字修饰，则该类为抽象类。

abstract class Animal{
  abstract void grow();
}

2.应用场景
a.在某些情况下，某个父类只是知道其子类应该包含怎样的方法，但无法准确知道这些子类如何实现这些方法。

b.从多个具有相同特征的类中抽象出一个抽象类，以这个抽象类作为子类的模板，从而避免了子类设计的随意性。

3.作用：
限制规定子类必须实现某些方法，但不关注实现细节

4.使用规则
a.abstract定义抽象类
b.abstract定义抽象方法，只有声明，不需要实现
c.包含抽象方法的类是抽象类
d.抽象类中可以包含普通的方法，也可以没有抽象方法
e.抽象类不能直接创建，可以定义引用变量

代码实现：

创建父类Telphone时，选中abstract选项
这里写图片描述

package com.vishuo.www;

public abstract class Telphone {
  public abstract void call();
  public abstract void message();
}

创建子类Cellphone，继承父类Telphone，会自动创建父类中需要声明的方法

这里写图片描述

package com.vishuo.www;

public class Cellphone extends Telphone {

    public void call() {
        // TODO Auto-generated method stub
       System.out.println("通过键盘来打电话");
    }

    @Override
    public void message() {
        // TODO Auto-generated method stub
      System.out.println("通过键盘来发短信");
    }

}

创建智能手机子类，继承父类Telphone

package com.vishuo.www;

public  class Smartphone extends Telphone {

    @Override
    public void call() {
        // TODO Auto-generated method stub
      System.out.println("通过语音打电话");
    }

    @Override
    public void message() {
        // TODO Auto-generated method stub
     System.out.println("通过语音发短信");
    }

}

创建测试类Initail

package com.vishuo.www;

public class Initail {
  public static void main(String[] args){
      Telphone tel1 = new Cellphone();
      tel1.call();
      tel1.message();

      Telphone tel2 = new Smartphone();
      tel2.call();
      tel2.message();
  }
}

输出数据：

通过键盘来打电话
通过键盘来发短信
通过语音打电话
通过语音发短信

这里写图片描述

父类图形类Shape

package com.vishuo.www;

public abstract class Shape {
  public abstract float calculateArea(float width,float heigth,float radius);//计算面积
  public abstract float calculatePerimeter(float width,float heigth,float radius);//计算周长

}

子类矩形类Rectangle

package com.vishuo.www;

public class Rectangle extends Shape {

    @Override
    public float calculateArea(float width, float heigth, float radius) {
        // TODO Auto-generated method stub
        float area = width * heigth;
        return area;
    }

    @Override
    public float calculatePerimeter(float width, float heigth, float radius) {
        // TODO Auto-generated method stub
        float perimeter = (width + heigth) * 2;
        return perimeter;
    }

}

子类圆形类Circle

package com.vishuo.www;

public class Circle extends Shape {

    @Override
    public float calculateArea(float width, float heigth, float radius) {
        // TODO Auto-generated method stub
        float area = (float) (3.14 * Math.pow(radius, 2));
        return area;
    }

    @Override
    public float calculatePerimeter(float width, float heigth, float radius) {
        // TODO Auto-generated method stub
        float perimeter =(float) ((float)2 * radius * 3.14);
        return perimeter;
    }

}

测试类Initail

package com.vishuo.www;

public class Initail {

    public static void main(String[] args) {
        // TODO Auto-generated method stub
       Shape shape = new Rectangle();
       float area = shape.calculateArea(12, 20, 0);
       System.out.println("矩形面积为："+area);

       float perimeter = shape.calculatePerimeter(12, 15, 0);
       System.out.println("矩形周长为："+perimeter);

       Shape circle = new Circle();
       float circleArea = circle.calculateArea(0, 0, 15);
       System.out.println("圆形面积为："+circleArea);

       float circlePerimeter = circle.calculatePerimeter(0, 0, 15);
       System.out.println("圆形周长为："+circlePerimeter);
    }

}