新手小白学JAVA 面向对象之多态

2年前 (2022) 程序员胖胖胖虎阿

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多态

1. 概念

多态是面向对象程序设计（OOP）的一个重要特征，指同一个实体同时具有多种形式，即同一个对象，在不同时刻，代表的对象不一样，指的是对象的多种形态。

可以把不同的子类对象都当作父类来看，进而屏蔽不同子类对象之间的差异，写出通用的代码，做出通用的编程，统一调用标准。

比如，你的女盆友让你买点水果回来，不管买回来的是苹果还是西瓜，只要是水果就行，这个就是生活中多态的体现

再比如，小猫、小狗、小猪我们可以把他们都归纳成小动物，每种小动物都需要吃东西,所以我们可以统一设置他们都必须吃，但是每种小动物的习性不一样，那这个就可以设置成小动物自己特有的功能,多态对象只能调用父类中定义子类中重写的功能,并不能调用子类的特有功能,这样就实现了代码的统一

2 . 特点

多态的前提1：是继承
多态的前提2：要有方法的重写
父类引用指向子类对象,如：Animal a = new Cat();
多态中，编译看左边，运行看右边

3. 练习：多态入门案例

创建包: cn.tedu.oop
创建类: TestDemo.java

package cn.tedu.oop2;
/*本类用作多态的入门案例*/
public class TestDemo {
    public static void main(String[] args) {
        //6.创建“纯纯的”对象用于测试
        Animal a = new Animal();
        Cat c = new Cat();
        Dog d = new Dog();
        a.eat();//小动物Animal吃啥都行~调用的是父类自己的功能
        c.eat();//小猫爱吃小鱼干~调用的是子类重写后的功能
        d.eat();//小狗爱吃肉骨头~调用的是子类重写后的功能
        /*2.父类对象不可以使用子类的特有功能*/
        //a.jump();//报错，Animal类里并没有这个方法
        //a.run();//报错，Animal类里并没有这个方法
        c.jump();//小猫Cat跳的老高啦~,子类可以调用自己的功能
        d.run();//小狗Dog跑的老快啦~,子类可以调用自己的功能

        //7.创建多态对象进行测试
        /*3.口诀1：父类引用指向子类对象
        * 解释：创建出来的子类对象的地址值，交给父类类型的引用类型变量来保存*/
        Animal a2 = new Cat();//Cat类对象的地址值交给父类型变量a2来保存
        Animal a3 = new Dog();//Dog类对象的地址值交给父类型变量a3来保存
        //8.测试多态对象
        /*4.口诀2：编译看左边，运行看右边
        * 解释：必须要在父类定义这个方法，才能通过编译，把多态对象看作是父类类型
        *      必须要在子类重写这个方法，才能满足多态，实际干活的是子类*/
        a2.eat();//小猫爱吃小鱼干~，多态对象使用的是父类的定义，子类的方法体
    }
}
/*1.多态的前提：继承+重写*/
//1.创建父类
class Animal{
    //3.创建父类的普通方法
    public void eat(){
        System.out.println("小动物Animal吃啥都行~");
    }
}
//2.1创建子类1
class Cat extends Animal{
    //4.1添加重写的方法
    public void eat(){
        System.out.println("小猫爱吃小鱼干~");
    }
    //5.1添加子类的特有功能
    public void jump(){
        System.out.println("小猫Cat跳的老高啦~");
    }
}
//2.2创建子类2
class Dog extends Animal{
    //4.2添加重写的方法
    @Override
    public void eat(){
        System.out.println("小狗爱吃肉骨头~");
    }
    //5.2添加子类的特有功能
    public void run(){
        System.out.println("小狗Dog跑的老快啦~");
    }
}

4. 多态的好处

多态可以让我们不用关心某个对象到底具体是什么类型,就可以使用该对象的某些方法
提高了程序的可扩展性和可维护性

5. 多态的使用

前提:多态对象把自己看做是父类类型

成员变量: 使用的是父类的
成员方法: 由于存在重写现象,所以使用的是子类的
静态成员: 随着类的加载而加载,谁调用就返回谁的

6. 练习：多态成员使用测试

创建包: cn.tedu.oop
创建类: TestDemo2.java

package cn.tedu.oop2;
/*本类用于测试多态成员的使用情况*/
public class TestDemo2 {
    public static void main(String[] args) {
        //7.创建纯纯的子类对象
        Dog2 d = new Dog2();
        System.out.println(d.sum);//20,子类自己的属性
        d.eat();//小狗爱吃肉包子,子类自己的方法

        //8.创建多态对象
        /*口诀1：父类引用指向子类对象*/
        /*口诀2：编译(保存)看左边，运行(效果)看右边*/
        Animal2 a = new Dog2();
        /*多态中，成员变量使用的是父类的*/
        System.out.println(a.sum);//10
        /*多态中，方法的声明使用的是父类的，方法体使用的是子类的*/
        a.eat();//小狗爱吃肉包子
        /*多态中，调用的静态方法是父类的，因为多态对象把自己看作是父类类型
        * 直接使用父类中的静态资源*/
        a.play();//没有提示，玩啥都行~
        Animal2.play();
    }
}
//1.创建父类
class Animal2{
    //3.创建父类的成员变量
    int sum = 10;
    //4.创建父类的普通方法
    public void eat(){
        System.out.println("吃啥都行~");
    }
    //9.1定义父类的静态方法play
    public static void play(){
        System.out.println("玩啥都行~");
    }
}
//2.创建子类
class Dog2 extends Animal2{
    //5.定义子类的成员变量
    int sum = 20;
    //6.重写父类的方法
    @Override
    public void eat(){
        System.out.println("小狗爱吃肉包子");
    }
    //9.2创建子类的静态方法play
    //@Override
    /*这不是一个重写的方法，只是恰巧在两个类中出现了一模一样的两个静态方法
    * 静态方法属于类资源，只有一份，不存在重写的现象
    * 在哪个类里定义，就作为哪个类的资源使用*/
    public static void play(){
        System.out.println("小狗喜欢玩皮球~");
    }
}

7 拓展

7.1 设计汽车综合案例

创建包: cn.tedu.oopexec
创建类: DesignCar.java

package cn.tedu.oop2;
/*本类用于完成汽车设计案例*/
public class DesignCar {
    public static void main(String[] args) {
        //9.创建一个纯纯的父类对象进行测试
        Car c = new Car();
        System.out.println(c.getColor());//null
        c.start();
        c.stop();
        //c.swim();//报错，父类对象不可以调用子类的特有功能

        //10.创建纯纯的子类对象做测试
        BMW b = new BMW();
        System.out.println(b.color);//五彩斑斓的黑
        System.out.println(b.getColor());//null
        b.start();//都让开，我的车要起飞啦~
        b.stop();//唉呀妈呀熄火了~

        //11.创建多态对象进行测试
        Car c2 = new TSL();
        //System.out.println(c2.color);
        System.out.println(c2.getColor());
        c2.stop();
        c2.start();
        //c2.swim();
    }
}
//1.通过分析，抽象形成一个汽车类
class Car{
    //2.定义并封装汽车类的属性--成员变量
    private String brand;//品牌
    private String color;//颜色
    private int id;//编号
    private double price;//价格

    //3.定义功能
    public void start(){
        System.out.println("我的小车车启动啦~");
    }
    public void stop(){
        System.out.println("唉呀妈呀熄火了~");
    }

    public String getBrand() {
        return brand;
    }

    public void setBrand(String brand) {
        this.brand = brand;
    }

    public String getColor() {
        return color;
    }

    public void setColor(String color) {
        this.color = color;
    }

    public int getId() {
        return id;
    }

    public void setId(int id) {
        this.id = id;
    }

    public double getPrice() {
        return price;
    }

    public void setPrice(double price) {
        this.price = price;
    }
}

//4.创建子类
class BMW extends Car{
    String color = "五彩斑斓的黑";
    //5.重写父类的方法
    @Override
    public void start(){
        System.out.println("都让开，我的车要起飞啦~");
    }
}
//6.创建子类2
class TSL extends Car{
    //7.重写父类的方法
    @Override
    public void stop(){
        System.out.println("唉呀妈，怎么停不下来呢");
    }
    //8.添加子类的特有功能
    public void swim(){
        System.out.println("没想到吧，我还是个潜水艇");
    }
}

7.2 多态为了统一调用标准

package cn.tedu.oop2;

public class TestFruit {
    public static void main(String[] args) {
        Fruit f = new Fruit();
        Apple a = new Apple();
        Orange o = new Orange();
        get(f);
        get(a);
        get(o);
    }
    //只需要创建一个方法，就可以执行截然不同的效果
    //忽略子类对象的差异统一看作父类类型
    public static void get(Fruit f){
        f.clean();
    }
}
class Fruit{
    public void clean(){
        System.out.println("水果要洗洗再吃");
    }
}
class Apple extends Fruit{
    @Override
    public void clean(){
        System.out.println("苹果需要削皮");
    }
}
class Orange extends Fruit{
    @Override
    public void clean(){
        System.out.println("橙子需要剥皮");
    }
}

7.3 静态变量和实例变量的区别

在语法定义上的区别：静态变量前要加static关键字，而实例变量前则不加。
在程序运行时的区别：实例变量属于某个对象的属性，必须创建了实例对象，其中的实例变量才会被分配空间，才能使用这个实例变量。静态变量不属于某个实例对象，而是属于类，所以也称为类变量，只要程序加载了类的字节码，不用创建任何实例对象，静态变量就会被分配空间，静态变量就可以被使用了。总之，实例变量必须创建对象后才可以通过这个对象来使用，静态变量则可以直接使用类名来引用。

7.4 向上转型和向下转型

在JAVA中，继承是一个重要的特征，通过extends关键字，子类可以复用父类的功能，如果父类不能满足当前子类的需求，则子类可以重写父类中的方法来加以扩展。
那么在这个过程中就存在着多态的应用。存在着两种转型方式，分别是：向上转型和向下转型。
向上转型：可以把不同的子类对象都当作父类来看，进而屏蔽不同子类对象之间的差异，写出通用的代码，做出通用的编程，统一调用标准。
比如：父类Parent,子类Child
父类的引用指向子类对象：Parent p=new Child();
说明：向上转型时，子类对象当成父类对象，只能调用父类的功能，如果子类重写了父类中声明过的方法，方法体执行的就是子类重过后的功能。但是此时对象是把自己看做是父类类型的，所以其他资源使用的还是父类型的。
比如：花木兰替父从军，大家都把花木兰看做她爸，但是实际从军的是花木兰，而且，花木兰只能做她爸能做的事，在军营里是不可以化妆的。

向下转型(较少)：子类的引用的指向子类对象，过程中必须要采取到强制转型。这个是之前向上造型过的子类对象仍然想执行子类的特有功能，所以需要重新恢复成子类对象
Parent p = new Child();//向上转型，此时，p是Parent类型
Child c = (Child)p;//此时，把Parent类型的p转成小类型Child
其实，相当于创建了一个子类对象一样，可以用父类的，也可以用自己的
说明：向下转型时，是为了方便使用子类的特殊方法，也就是说当子类方法做了功能拓展，就可以直接使用子类功能。
比如：花木兰打仗结束，就不需要再看做是她爸了，就可以”对镜贴花黄”了