JavaSE：继承和多态（下篇）
时间：2024-04-12 21:15:27 来源：网络cs 作者：璐璐 栏目：卖家故事 阅读：
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一、前言
二、多态
（一）多态的概念
（二）多态实现条件
（三）多态的优缺点
三、重写
（一）重写的概念
（二）重写的规则
（三）重写和重载的区别
四、向上转型和向下转型
（一）向上转型
（二）向下转型
五、总结
一、前言
大家好，前几天蜡笔小欣带大家了解并学习了Java中的继承，子类通过extends关键字来继承父类。通过继承，子类可以重写父类的方法，从而实现多态性。今天我们就一起去认识Java中的多态，了解多态的概念，掌握多态的用法，使我们在写程序时更加方便。
二、多态
（一）多态的概念
多态 通俗来说，就是多种形态， 具体点就是去完成某个行为，当不同的对象去完成时会产生出不同 的状 态。 举个栗子：打印机的功能是打印文件，那么打印机又分为 彩色打印机和 黑白打印机。
简单来说就是同一件事情，发生在不同对象身上，会产生不同的结果 。
（二）多态实现条件
多态实现的条件：
1. 必须在继承体系下， 2. 子类必须要对父类中方法进行重写， 3. 通过父类的引用调用重写的方法。
下面举个例子让大家更好地理解：
我们先定义一个父类Animal，这个类里面有两个成员变量，一个方法。
class Animal { public String name; public int age; public Animal(String name, int age) { this.name = name; this.age = age; } public void eat() { System.out.println(name + "正在吃东西"); }}接着我们定义两个子类，分别是Dog和Cat，都继承父类Animal，在这两个类中重写eat()方法。
class Dog extends Animal { public Dog(String name, int age) { super(name, age); } public void eat() { System.out.println(name + "正在吃狗粮"); } public void bark() { System.out.println(name + "汪汪汪"); }}class Cat extends Animal { public Cat(String name, int age) { super(name, age); } public void eat() { System.out.println(name + "正在吃猫粮"); } public void mew() { System.out.println(name + "喵喵喵"); }}然后我们在Test里面定义一个静态方法func()，父类Animal作为参数引用，再调用eat()方法。
public class Test { public static void eat(Animal animal) { animal.eat(); }}最后实例化对象，进行初始化赋值。
public static void main(String[] args) { Dog dog = new Dog("小白", 3); Cat cat = new Cat("汤姆", 5); eat(dog); eat(cat);}（三）多态的优缺点
多态的优点： 1. 能够降低代码的 " 圈复杂度 ", 避免使用大量的 if - else， 2. 可扩展能力更强。 多态缺陷：代码的运行效率降低 。
三、重写
（一）重写的概念
重写 (override) ：也称为覆盖。重写是子类对父类非静态、非 private 修饰，非 final 修饰，非构造方法等的实现过程 进行重新编写, 返回值和形参都不能改变 。 即外壳不变，核心重写！ 重写的好处在于子类可以根据需要，定义特定于自己的行为。 也就是说子类能够根据需要实现父类的方法。（二）重写的规则
1. 子类在重写父类的方法时，一般必须与父类方法原型一致 ： 返回值类型、 方法名 ( 参数列表 ) 要完全一致。
2.被重写的方法返回值类型可以不同，但是必须是具有父子关系的。我们可以理解为将eat()方法定义为父子关系。
3.访问权限不能比父类中被重写的方法的访问权限更低。例如：如果父类方法被public修饰，则子类中重写该方法就不能声明为protected。
4.父类被static、private修饰的方法、构造方法都不能被重写。
5.重写的方法，可以使用 @Override 注解来显式指定。 有了这个注解能帮我们进行一些合法性校验。 例如不小心将方法名字拼写错了 (比如写成 aet)，那么此时编译器就会发现父类中没有 aet 方法，就会编译报错，提示无法构成重写。
操作步骤：1.点击鼠标右键，点击generate。
2.选择红色箭头所指向的部分。
3.点击我们要重写的方法。
4.最后就可以对父类的方法进行重写，如果我们不小心把重写的方法名写错了，@Override就可以帮我们检测出来，使我们在重写方法时更加方便。
（三）重写和重载的区别
方法重载是一个类的多态性表现,而方法重写是子类与父类的一种多态性表现。
四、向上转型和向下转型
（一）向上转型
向上转型：实际就是创建一个子类对象，将其当成父类对象来使用。语法格式：父类类型 对象名 = new 子类类型() Animal animal = new Cat ( " 汤姆 " , 5 );
animal是父类类型，但可以引用一个子类对象，因为是从小范围向大范围的转换。
下面我们举个例子看看：
class Animal { public String name; public int age; public Animal(String name, int age) { this.name = name; this.age = age; } public void eat() { System.out.println(name + "正在吃东西"); }}class Dog extends Animal { public Dog(String name, int age) { super(name, age); } @Override public void eat() { System.out.println(name +"正在吃狗粮"); } public void bark() { System.out.println(name + "汪汪汪"); }}public class Test { public static void eat(Animal animal) { animal.eat(); } public static void main(String[] args) { Dog dog = new Dog("小白", 3); Animal animal =dog;//animal这个引用指向了Dog对象 animal.eat(); }}运行结果如下：
当我们把Dog类中eat()方法注释后，运行结果为：
我们会发现它执行了父类Animal中的eat()方法。那如果这时候我们在Dog类中加入一个color成员变量。
然后我们用对象animal去调用它试试看能否运行。
我们发现结果报错，这是因为color这个属性是Dog类中的，而animal无法访问到。
Tips： 向上转型的优点：让代码实现更简单灵活。 向上转型的缺陷：不能调用到子类特有的方法。
（二）向下转型
将一个子类对象经过向上转型之后当成父类方法使用，再无法调用子类的方法，但有时候可能需要调用子类特有的方法，此时：将父类引用再还原为子类对象即可，即向下转型。
class Animal { public String name; public int age; public Animal(String name, int age) { this.name = name; this.age = age; } public void eat() { System.out.println(name + "正在吃东西"); }}class Dog extends Animal { public String color; public Dog(String name, int age) { super(name, age); this.color = color; } /*@Override public void eat() { System.out.println(name +"正在吃狗粮"); }*/ public void bark() { System.out.println(name + "汪汪汪"); }}class Cat extends Animal { public Cat(String name, int age) { super(name, age); } public void eat() { System.out.println(name + "正在吃猫粮"); } public void mew() { System.out.println(name + "喵喵喵"); }}public class Test { public static void eat(Animal animal) { animal.eat(); } public static void main(String[] args) { Dog dog = new Dog("小白", 3); Animal animal = dog;//animal这个引用指向了Dog对象 Cat cat = new Cat("汤姆", 5); cat = (Cat) animal; cat.mew(); }}Animal向下转型为Cat，Cat本来就是猫，转换为猫，安全；Animal向下转型为Dog，Cat本来是猫，转换为狗，则不安全。
运行结果：
因为animal实际指向的是狗，但现在要强制还原为猫，无法正常还原，所以运行时抛出类型转换异常。
解决方法：
Java 中为了提高向下转型的安全性，引入了 instanceof ，如果该表达式为 true ，则可以安全转换。
public class Test { public static void eat(Animal animal) { animal.eat(); } public static void main(String[] args) { Dog dog = new Dog("小白", 3); Animal animal = dog;//animal这个引用指向了Dog对象 Cat cat = new Cat("汤姆", 5); if (animal instanceof Cat) { cat = (Cat) animal; cat.mew(); } if (animal instanceof Dog) { dog = (Dog) animal; dog.bark(); } }}运行结果：
五、总结
多态是面向对象的一个关键概念，它允许对象以不同的方式表现，具体取决于它们的类型。在 Java中，多态通过继承和方法重写来实现，让我们能够编写灵活、可扩展且可维护的代码。我们这期多态的内容就分享到这里，希望能够对大家有所帮助，感谢各位对蜡笔小欣的鼓励支持，我们下次再见！！！
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