多态

多态是继封装、继承之后，面向对象的第三大特性。

生活中，比如跑的动作，小猫、小狗和大象，跑起来是不一样的。再比如飞的动作，昆虫、鸟类和飞机，飞起来也是不一样的。可见，同一行为，通过不同的事物，可以体现出来的不同的形态。多态，描述的就是这样的状态。

定义

多态：是指同一行为，对于不同的对象具有多个不同表现形式。
程序中多态: 是指同一方法,对于不同的对象具有不同的实现.

前提【重点】

继承或者实现【二选一】
父类引用指向子类对象【格式体现】
方法的重写【意义体现：不重写，无意义】

知识点-- 实现多态

讲解:

多态体现的格式：

父类类型 变量名 = new 子类对象；
变量名.方法名();

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。

代码如下：

Fu f = new Zi();
f.method();

当使用多态方式调用方法时，首先检查父类中是否有该方法，如果没有，则编译错误；如果有，执行的是子类重写后方法。

代码如下：

定义父类：

public abstract class Animal {  
    public abstract void eat();  
}

定义子类：

class Cat extends Animal {  
    public void eat() {  
        System.out.println("吃鱼");  
    }  
}  

class Dog extends Animal {  
    public void eat() {  
        System.out.println("吃骨头");  
    }  
}

定义测试类：

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        // 多态形式，创建对象
        Animal a1 = new Cat();  
        // 调用的是 Cat 的 eat
        a1.eat();          

        // 多态形式，创建对象
        Animal a2 = new Dog(); 
        // 调用的是 Dog 的 eat
        a2.eat();               
    }  
}

多态在代码中的体现为父类引用指向子类对象。

知识点-- 多态时访问成员的特点

多态时成员变量的访问特点
- 编译看左边,运行看左边
  - 简而言之:多态的情况下,访问的是父类的成员变量
多态时成员方法的访问特点
- 非静态方法:编译看左边,运行看右边
- 简而言之:编译的时候去父类中查找方法,运行的时候去子类中查找方法来执行
- 静态方法:编译看左边,运行看左边
- 简而言之:编译的时候去父类中查找方法,运行的时候去父类中查找方法来执行
注意:多态的情况下是无法访问子类独有的方法
演示代码:

public class Demo1 {
    public static void main(String[] args) {
        // 父类的引用指向子类的对象
        Animal anl1 = new Dog();
        // 访问非静态方法
        anl1.eat();

        // 访问成员变量num
        System.out.println(anl1.num);//10

        // 访问静态方法
        anl1.sleep();

        // 多态想要调用子类中独有的方法
        // anl1.lookHome(); 错误的,无法访问  多态的弊端:无法访问子类独有的方法

    }
}

public class Animal {

    int num = 10;

    public void eat(){
        System.out.println("吃东西...");
    }

    public static void sleep(){
        System.out.println("Animal类中的睡觉方法...");
    }

}

public class Dog extends Animal {

    int num = 20;

   // 重写
    public void eat() {
        System.out.println("狗吃骨头");
    }

    public static void sleep(){
        System.out.println("Dog类中的睡觉方法...");
    }

    public void lookHome(){
        System.out.println("狗正在看家...");
    }

}

小结:

多态成员访问特点:
    成员变量:编译看左边,运行看左边
        编译的时候就是去父类中查找,运行的时候就去父类中查找

    成员方法:
        非静态方法:编译看左边,运行看右边
        静态方法: 编译看左边,运行看左边
        
    结论:
        只有非静态方法是编译看左边,运行看右边,其他的都是看左边

注意:"
    父子类中出现一模一样的静态方法不是方法重写,只是长得像方法重写

知识点-- 多态的几种表现形式

讲解:

多态的表现形式:

普通父类多态

public class Fu{}
public class Zi extends Fu{}
public class Demo{
    public static void main(String[] args){
        Fu f = new Zi();//左边是一个“父类”
    }
}

抽象父类多态

public abstract class Fu{}
public class Zi extends Fu{}
public class Demo{
    public static void main(String[] args){
        Fu f = new Zi();//左边是一个“父类”
    }
}

父接口多态

public interface A{}
public class AImp implements A{}
public class Demo{
    public static void main(String[] args){
        A a = new AImp();
    }
}

小结:

略

知识点-- 多态的应用场景:

讲解:

定义一个Animal类,让Dog和Cat类继承Animal类:

public class Animal {

    public void eat(){
        System.out.println("吃东西...");
    }


}
public class Cat extends Animal {
    @Override
    public void eat() {
        System.out.println("猫吃鱼...");
    }
}

public class Dog extends Animal {
    @Override
    public void eat() {
        System.out.println("狗吃骨头...");
    }
}

多态的几种应用场景:

public class Demo1 {
    public static void main(String[] args) {
        /*
            多态的应用场景:
                1.变量多态
                2.形参多态
                3.返回值多态
         */
        // 1.变量多态
        Animal anl = new Dog();
        anl.eat();

        // 2.形参多态
        Dog dog = new Dog();
        invokeEat(dog);

        Cat cat = new Cat();
        invokeEat(cat);// 实参赋值给形参: Animal anl = new Cat();

        // 3.返回值多态
        Animal anl2 = getAnimal();// 返回值赋值给变量: Animal anl2 = new Dog()
    }

    //  3.返回值多态
    // 结论:如果方法的返回值类型为父类类型,那么就可以返回该父类对象以及其所有子类对象
    public static Animal getAnimal(){
//        return new Animal();
        return new Dog();
//        return new Cat();
    }

    // 形参多态: 当你调用invokeEat方法的时候,传入Animal类的子类对象
    // Animal anl = dog; ====>  Animal anl = new Dog();
    // 结论:如果方法的参数是父类类型,那么就可以接收所有该父类对象以及其所有子类对象
    // Object类:是java中所有类的父类,所以如果参数为Object类型,那么就可以传入一切类的对象
    public static void invokeEat(Animal anl){
        anl.eat();
    }

}

小结:

多态的应用场景:
    变量多态
        变量的类型为父类类型,那么就可以接收该父类的任意子类对象
        变量的类型为父接口类型,那么就可以接收该父接口的任意实现类对象
    形参多态---->使用的非常多
        形参类型为父类类型,那么就可以接收该父类的任意子类对象
        形参类型为父接口类型,那么就可以接收该父接口的任意实现类对象
    返回值多态---->使用的非常多
        返回值类型为父类类型,那么就可以返回该父类的任意子类对象
        返回值类型为父接口类型,那么就可以返回该父接口的任意实现类对象

知识点-- 多态的好处和弊端

步骤:

多态的好处和弊端

讲解:

代码如下：

定义父类：

public abstract class Animal {  
    public abstract void eat();  
}

定义子类：

class Cat extends Animal {  
    public void eat() {  
        System.out.println("吃鱼");  
    }  
}  

class Dog extends Animal {  
    public void eat() {  
        System.out.println("吃骨头");  
    }  
}

定义测试类：

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        // 多态形式，创建对象
        Cat c = new Cat();  
        Dog d = new Dog(); 

        // 调用showCatEat 
        showCatEat(c);
        // 调用showDogEat 
        showDogEat(d); 

        /*
        以上两个方法, 均可以被showAnimalEat(Animal a)方法所替代
        而执行效果一致
        */
        showAnimalEat(c);
        showAnimalEat(d); 
    }

    public static void showCatEat (Cat c){
        c.eat(); 
    }

    public static void showDogEat (Dog d){
        d.eat();
    }

    public static void showAnimalEat (Animal a){
        a.eat();
    }
}

由于多态特性的支持，showAnimalEat方法的Animal类型，是Cat和Dog的父类类型，父类类型接收子类对象，当然可以把Cat对象和Dog对象，传递给方法。

当eat方法执行时，多态规定，执行的是子类重写的方法，那么效果自然与showCatEat、showDogEat方法一致，所以showAnimalEat完全可以替代以上两方法。

不仅仅是替代，在扩展性方面，无论之后再多的子类出现，我们都不需要编写showXxxEat方法了，直接使用showAnimalEat都可以完成。

所以，多态的好处，体现在，可以使程序编写的更简单，并有良好的扩展。

小结：多态的好处是提高程序的灵活性，扩展性

多态的弊端: 无法访问子类的独有方法

小结:

多态的好处和弊端:
    好处:如果方法的参数类型为父类类型,就可以传入该类的任意子类对象,提高程序的可扩展性
    弊端: 无法访问子类独有的功能

知识点-- 引用类型转换

讲解:

向上转型

向上转型：多态本身是子类类型向父类类型向上转换的过程，这个过程是默认的。

当父类引用指向一个子类对象时，便是向上转型。

使用格式：

父类类型  变量名 = new 子类类型();
如：Animal a = new Cat();

向下转型

向下转型：父类类型向子类类型向下转换的过程，这个过程是强制的。

一个已经向上转型的子类对象，将父类引用转为子类引用，可以使用强制类型转换的格式，便是向下转型。

使用格式：

子类类型 变量名 = (子类类型) 父类变量名;
如:Cat c =(Cat) a;

为什么要转型

当使用多态方式调用方法时，首先检查父类中是否有该方法，如果没有，则编译错误。也就是说，不能调用子类有而父类没有的方法。编译都错误，更别说运行了。这也是多态给我们带来的一点"小麻烦"。所以，想要调用子类特有的方法，必须做向下转型。

转型演示，代码如下：

定义类：

abstract class Animal {  
    abstract void eat();  
}  

class Cat extends Animal {  
    public void eat() {  
        System.out.println("吃鱼");  
    }  
    public void catchMouse() {  
        System.out.println("抓老鼠");  
    }  
}  

class Dog extends Animal {  
    public void eat() {  
        System.out.println("吃骨头");  
    }  
    public void watchHouse() {  
        System.out.println("看家");  
    }  
}

定义测试类：

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        // 向上转型  
        Animal a = new Cat();  
        a.eat(); 				// 调用的是 Cat 的 eat

        // 向下转型  
        Cat c = (Cat)a;       
        c.catchMouse(); 		// 调用的是 Cat 的 catchMouse
    }  
}

转型的异常

转型的过程中，一不小心就会遇到这样的问题，请看如下代码：

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        // 向上转型  
        Animal a = new Cat();  
        a.eat();               // 调用的是 Cat 的 eat

        // 向下转型  
        Dog d = (Dog)a;       
        d.watchHouse();        // 调用的是 Dog 的 watchHouse 【运行报错】
    }  
}

这段代码可以通过编译，但是运行时，却报出了 ClassCastException ，类型转换异常！这是因为，明明创建了Cat类型对象，运行时，当然不能转换成Dog对象的。这两个类型并没有任何继承关系，不符合类型转换的定义。

为了避免ClassCastException的发生，Java提供了 instanceof 关键字，给引用变量做类型的校验，格式如下：

变量名 instanceof 数据类型 
如果变量属于该数据类型，返回true。
如果变量不属于该数据类型，返回false。

所以，转换前，我们最好先做一个判断，代码如下：

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        // 向上转型  
        Animal a = new Cat();  
        a.eat();               // 调用的是 Cat 的 eat

        // 向下转型  
        if (a instanceof Cat){
            Cat c = (Cat)a;       
            c.catchMouse();        // 调用的是 Cat 的 catchMouse
        } else if (a instanceof Dog){
            Dog d = (Dog)a;       
            d.watchHouse();       // 调用的是 Dog 的 watchHouse
        }
    }  
}

小结：多态向上转型是将子类类型转成父类类型，多态向下转型是将父类类型转成子类类型。

小结:

引用类型转换:---->父子类关系 或者  实现类关系
   向上转型: 子类类型向父类类型向上转换的过程，这个过程是自动的。
           格式: 父类类型 变量名 = 子类对象;
           例如: Animal anl = new  Dog();   Dog是Animal类的子类

   向下转型: 父类类型向子类类型向下转换的过程，这个过程是强制的。
           格式: 子类类型 变量名 = (子类类型)父类类型的变量;
           例如: Dog dog = (Dog)anl;   anl是Animal类型

来源：CSDN

作者：Zkuzma

链接：https://blog.csdn.net/Zkuzma/article/details/103927975

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多态

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多态

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知识点-- 实现多态

讲解:

知识点-- 多态时访问成员的特点

小结:

知识点-- 多态的几种表现形式

讲解:

小结:

知识点-- 多态的应用场景:

讲解:

小结:

知识点-- 多态的好处和弊端

步骤:

讲解:

小结:

知识点-- 引用类型转换

讲解:

向上转型

向下转型

为什么要转型

转型的异常

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