技术标签: java
1.多态的概念
2.多态的体现
3.多态的好处
4.接口多态的综合案例
1.掌握多态的概念
2.掌握多态的好处
3.掌握接口多态的综合案例
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。
水:H2O
多态: 是指同一行为,具有多个不同表现形式。
前提【重点】:
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();
}
}
实际开发的过程中,父类类型作为方法形式参数,传递子类对象给方法,进行方法的调用,更能体现出多态的扩展
性与便利。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。
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();
代码举例:Animal a = new Cat();
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;
代码举例: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,不能调用子类拥有,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
}
}
}
笔记本电脑(laptop)通常具备使用USB设备的功能。在生产时,笔记本都预留了可以插入USB设备的USB接口,但具体是什么USB设备,笔记本厂商并不关心,只要符合USB规格的设备都可以。
定义USB接口,具备最基本的开启功能和关闭功能。鼠标和键盘要想能在电脑上使用,那么鼠标和键盘也必须遵守USB规范,实现USB接口,否则鼠标和键盘的生产出来也无法使用。
进行描述笔记本类,实现笔记本使用USB鼠标、USB键盘
定义USB接口:
interface USB {
void open();// 开启功能
void close();// 关闭功能
}
定义鼠标类:
class Mouse implements USB {
public void open() {
System.out.println("鼠标开启,红灯闪一闪");
}
public void close() {
System.out.println("鼠标关闭,红灯熄灭");
}
public void click(){
System.out.println("鼠标单击");
}
}
定义键盘类:
class KeyBoard implements USB {
public void open() {
System.out.println("键盘开启,绿灯闪一闪");
}
public void close() {
System.out.println("键盘关闭,绿灯熄灭");
}
public void type(){
System.out.println("键盘打字");
}
}
定义笔记本类:
class Laptop {
// 笔记本开启运行功能
public void run() {
System.out.println("笔记本运行");
}
// 笔记本使用usb设备,这时当笔记本对象调用这个功能时,必须给其传递一个符合USB规则的USB设备
public void useUSB(USB usb) {
// 判断是否有USB设备
if (usb != null) {
usb.open();
// 类型转换,调用特有方法
if(usb instanceof Mouse){
Mouse m = (Mouse)usb;
m.click();
}else if (usb instanceof KeyBoard){
KeyBoard kb = (KeyBoard)usb;
kb.type();
}
usb.close();
}
}
public void shutDown() {
System.out.println("笔记本关闭");
}
}
测试类,代码如下:
public class Test {
public static void main(String[] args) {
// 创建笔记本实体对象
Laptop lt = new Laptop();
// 笔记本开启
lt.run();
// 创建鼠标实体对象
Usb u = new Mouse();
// 笔记本使用鼠标
lt.useUSB(u);
// 创建键盘实体对象
KeyBoard kb = new KeyBoard();
// 笔记本使用键盘
lt.useUSB(kb);
// 笔记本关闭
lt.shutDown();
}
}
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