Java多中包括态理解、多态实现、重写、转型和抽象类

科技 07-23 来源： Java熬夜党

文章目录

  • （1）重写（override）（2）向上转型和向下转型B：向下转型（基本不用）
  • 三：静态绑定与动态绑定
  • 四：不要在构造方法中调用重写的方法

一：对于多态的理解

多态：面向对象方法学中多态是指子类对象可以像父类对象那样使用，同样的消息既可以发送给父类对象也可以发送给子类对象。即在类等级的不同层次中可以共享一个方法的名字， 不同层次中的每个类各自按自己的需要来实现这个行为。通俗点理解就是指完成某个行为时，不同对象有着不同的完成方法

比如买票行为，学生和普通人都属于人，但是学生买票可以半价，而普通人是全票

Java多中包括态理解、多态实现、重写、转型和抽象类

二：Java多态实现

Java多态实现：和C++类似，在Java中要实现多态，必须满足以下条件

  • 继承是多态的前提， 没有继承就没有多态
  • 子类要对父类的方法完成 重写
  • 需要通过 父类的引用 调用重写的方法

（1）重写（override）

重写（override）：也即覆盖，是子类对父类的非静态、非private修饰、非final修饰和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

A：重写规则

重写规则：

  • 子类重写父类时 与父类方法原型保持一致 ，也即 修饰符 返回值类型 方法名(参数列表) 需要完全一致（注意：JDK7以后，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 ，这称之为 协变 ）
  • 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，那么子类中重写该方法时不可以被声明为 protected
  • 父类被 static 、 private 、 final 所修饰以及构造方法都不能被重写
  • 重写的方法可以使用 @Override 注解来显式指定。 此注解可以帮助我们进行一些合法性检验
class  Animal{ 
    String name;
    int age;
    public  Animal(String name,  int age){ 
        this.name = name;
        this.age = age;
    }
    public  void  eating(){ 
        System.out.println(name + "吃饭");
    }
}

class  Dog  extends  Animal{ 
    public  Dog(String name,  int age){ 
        super(name, age);
    }
    @Override //重写父类
    public  void  eating(){ 
        System.out.println(name + "吃鱼");
    }
}

class  Cat  extends  Animal{ 
    public  Cat(String name,  int age){ 
        super(name, age);
    }
    @Override//重写父类
    public  void  eating(){ 
        System.out.println(name + "啃骨头");
    }
}

B：重写和重载的区别

  • 方法重载 ：是类的多态性表现
  • 方法重写 ：是子类与父类的一种多态性表现
Java多中包括态理解、多态实现、重写、转型和抽象类

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（2）向上转型和向下转型

A：向上转型

向上转型：使用父类的引用指向子类对象，语法格式为：父类类型 对象名 = new 子类类型()

  • 向上转型 是合理、安全的 ，因为 大范围可以囊括小范围
  • 优点 ：让代码实现更为简单、灵活
  • 缺点 ：不能调用子类特有的方法
class  Animal{ 
    String name;
    int age;
    public  Animal(String name,  int age){ 
        this.name = name;
        this.age = age;
    }
    public  void  eating(){ 
        System.out.println(name + "吃饭");
    }
}

class  Dog  extends  Animal{ 
    public  Dog(String name,  int age){ 
        super(name, age);
    }
    @Override //重写父类
    public  void  eating(){ 
        System.out.println(name + "啃骨头");
    }
}

class  Cat  extends  Animal{ 
    public  Cat(String name,  int age){ 
        super(name, age);
    }
    @Override//重写父类
    public  void  eating(){ 
        System.out.println(name + "吃小鱼");
    }
}

public class  TestDemo  { 
    public  static  void  main(String[] args)  { 
        Animal animal = new Dog("旺财", 3);//向上转型
    }
}

向上转型一般会有用于以下场景

  • **直接赋值 **：上面代码已经说过
  • **方法传参 **：形参为父类引用，可以 接受任意子类对象
  • **方法返回 **：返回值为父类引用，此时可以 返回任意子类对象
class  Animal{ 
    String name;
    int age;
    public  Animal(String name,  int age){ 
        this.name = name;
        this.age = age;
    }
    public  void  eating(){ 
        System.out.println(name + "吃饭");
    }
}

class  Dog  extends  Animal{ 
    public  Dog(String name,  int age){ 
        super(name, age);
    }
    @Override //重写父类
    public  void  eating(){ 
        System.out.println(name + "啃骨头");
    }
}

class  Cat  extends  Animal{ 
    public  Cat(String name,  int age){ 
        super(name, age);
    }
    @Override//重写父类
    public  void  eating(){ 
        System.out.println(name + "吃小鱼");
    }
}

public class  TestDemo  { 

    //形参为父类引用，可以接受任意子类对象
    public  static  void  eatFood(Animal animal){ 
        animal.eating();
    }
    public  static  void  main(String[] args)  { 
        Cat cat = new Cat("喵喵", 3);
        eatFood(cat);
    }
}
Java多中包括态理解、多态实现、重写、转型和抽象类

class  Animal{ 
    String name;
    int age;
    public  Animal(String name,  int age){ 
        this.name = name;
        this.age = age;
    }
    public  void  eating(){ 
        System.out.println(name + "吃饭");
    }
}

class  Dog  extends  Animal{ 
    public  Dog(String name,  int age){ 
        super(name, age);
    }
    @Override //重写父类
    public  void  eating(){ 
        System.out.println(name + "啃骨头");
    }
}

class  Cat  extends  Animal{ 
    public  Cat(String name,  int age){ 
        super(name, age);
    }
    @Override//重写父类
    public  void  eating(){ 
        System.out.println(name + "吃小鱼");
    }
}

public class  TestDemo  { 

    //方法返回值为父类引用，此时可以返回任意子类对象
    public  static  Animal  buyAnAnimal(String animal_name){ 
        if(animal_name.equals("狗")) { 
            return new Dog("旺财", 2);
        }
        else if(animal_name.equals("猫")) { 
            return new Cat("喵喵", 3);
        }
        else{ 
            return null;
        }
    }
    public  static  void  main(String[] args)  { 
        System.out.println("进入宠物店：请问你需要什么动物");
        Scanner sc = new Scanner(System.in);
        String animal_name = sc.nextLine();
        Animal animal = buyAnAnimal(animal_name);
        System.out.println("你得到了:" + animal.name);
        sc.close();
    }
}
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B：向下转型（基本不用）

向下转型：使用子类的引用指向父类对象，但是向下转型很不安全，所以基本不会使用

如下是向上转型， Animal animal = new Dog("旺财", 2) ，所以 animal 是无法调用 Dog 的特有方法 dog_method() 的

class  Animal{ 
    String name;
    int age;
    public  Animal(String name,  int age){ 
        this.name = name;
        this.age = age;
    }
    public  void  eating(){ 
        System.out.println(name + "吃饭");
    }
}

class  Dog  extends  Animal{ 
    public  Dog(String name,  int age){ 
        super(name, age);
    }
    @Override //重写父类
    public  void  eating(){ 
        System.out.println(name + "啃骨头");
    }

    public  void  dog_method(){ 
        System.out.println(name + "的特有方法");
    }
}

class  Cat  extends  Animal{ 
    public  Cat(String name,  int age){ 
        super(name, age);
    }
    @Override//重写父类
    public  void  eating(){ 
        System.out.println(name + "吃小鱼");
    }
}

public class  TestDemo  { 
    public  static  void  function(Animal animal){ 
        animal.eating();
    }
    public  static  void  main(String[] args)  { 
        Animal animal = new Dog("旺财", 2);
        animal.dog_mehtod();
    }
}
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但是我们可以向下转型，也即 让一个子类的引用指向强转后的父类对象 ，此时便可以调用 Dog 的特有方法 dog_method() 了

public class  TestDemo  { 
    public  static  void  function(Animal animal){ 
        animal.eating();
    }
    public  static  void  main(String[] args)  { 
        Animal animal = new Dog("旺财", 2);
        Dog dog = (Dog)animal;//向下转型
        dog.dog_method();
    }
}
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向下转型很不安全，而且有时会有严重的歧义。 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

（3）实现多态

讲到这里，其实已经完成了多态，所以日后我们就可以利用继承和转型来完成 传哪个对象就调用哪个对象的方法的目的

class  Animal{ 
    String name;
    int age;
    public  Animal(String name,  int age){ 
        this.name = name;
        this.age = age;
    }
    public  void  eating(){ 
        System.out.println(name + "吃饭");
    }
}

class  Dog  extends  Animal{ 
    public  Dog(String name,  int age){ 
        super(name, age);
    }
    @Override //重写父类
    public  void  eating(){ 
        System.out.println(name + "啃骨头");
    }
}

class  Cat  extends  Animal{ 
    public  Cat(String name,  int age){ 
        super(name, age);
    }
    @Override//重写父类
    public  void  eating(){ 
        System.out.println(name + "吃小鱼");
    }
}

public class  TestDemo  { 
    public  static  void  function(Animal animal){ 
        animal.eating();
    }
    public  static  void  main(String[] args)  { 
        Dog dog = new Dog("旺财", 2);
        Cat cat = new Cat("喵喵", 3);
        function(dog);
        function(cat);
    }
}
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三：静态绑定与动态绑定

  • **静态绑定 **：也称为 早绑定 ，是指 在编译时根据用户所传递实参类型确定所调用的方法 ，最典型的例子就是 方法重载
  • **动态绑定 **：也称为 晚绑定 ，是指 在编译时不能确定该调用的方法，需要在程序运行确定 ，最典型的例子就是 多态 ，在程序运行时才能拿到具体的类型

四：不要在构造方法中调用重写的方法

下面的代码中，B继承自A， func 方法被重写。在构造B对象时会调用A的构造方法，在A的构造方法中调用了 func 方法，但此时是B对象，所以会调用到B的 func ，而B对象而没有完成构造，所以 num 处于未被初始化状态，为0

class  A{ 
    public  A(){ 
        func();
    }
    public  void  func(){ 
        System.out.println("A的func()方法");
    }
}
class  B  extends  A{ 
    private int num = 1;
    @Override
    public  void  func(){ 
        System.out.println("B的func()方法,num="+num);

    }
}
public class  TestDemo{ 
    public  static  void  main(String[] args)  { 
        B b = new B();
        b.func();
    }
}
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五：抽象类

（1）一个例子

如下一个类 Shape ，其中有一个方法 draw ，作用是向屏幕打印某个具体的图形（没有具体实现），图形有很多种，这里给出了 Rectangle 、 Triangle 和 Circle 三个类，分别用于描述矩形、三角形和圆形，它们各自内部也有一个方法 draw ，重写了父类的方法，形成多态

class  Shape{ 
    public void draw(){ 
        System.out.println("画一个图形");

    }
}

class  Rectangle  extends  Shape{ 
    @Override
    public void draw(){ 
        System.out.println("画一个矩形");
    }
}

class  Triangle  extends  Shape{ 
    @Override
    public void draw(){ 
        System.out.println("画一个三角形");
    }
}
class  Circle  extends  Shape{ 
    @Override
    public void draw(){ 
        System.out.println("画一个三角形");
    }
}
public class  TestDemo  { 

    public static void drawing(Shape input){ 
        input.draw();
    }

    public static void main(String[] args) { 
        Circle circle = new Circle();
        drawing(circle);
    }
}
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对于父类的方法，它的实现是没有意义的， 因为“画一个图形”这样的话太过抽象 ，无法具体去描述。 所以，我们可以不用实现它，将其改造为抽象方法，需要在方法返回值前加入关键字 abstract ，当某个类拥有抽象方法后它就变成了抽象类，也需要在其前面加入关键字 abstract 进行修饰

  • 注意
  • 注意：抽象方法就是C++中的纯虚函数
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abstract class  Shape{ 
    abstract public void draw();//抽象方法
}

class  Rectangle  extends  Shape{ 
    @Override
    public void draw(){ 
        System.out.println("画一个矩形");
    }
}

class  Triangle  extends  Shape{ 
    @Override
    public void draw(){ 
        System.out.println("画一个三角形");
    }
}
class  Circle  extends  Shape{ 
    @Override
    public void draw(){ 
        System.out.println("画一个三角形");
    }
}
public class  TestDemo  { 

    public static void drawing(Shape input){ 
        input.draw();
    }

    public static void main(String[] args) { 
        Circle circle = new Circle();
        drawing(circle);
    }
}

（2）抽象类概念

抽象类：在面向对象方法学中，所有对象都是需要通过类来描绘的，但这不意味着所有的类都是用来描绘对象的，如果一个类中没有包含足够的信息来描绘一个具体的对象，这样的类就应该设计为抽象类

  • 例如上例中 Shape 类中也存在 draw 方法，但是 Shape 它并代表某个具体图形，是没有办法来实现的
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（3）抽象类语法及特性

抽象类语法：在Java中，如果一个类被abstract修饰，就称它为抽象类，抽象类中被abstract修饰的方法称之为抽象方法，注意以下几点

①：抽象类无法进行实例化

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②：抽象方法 不能是private的

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③：抽象类存在的意义是为了被继承，它所体现的是接口继承。也就是说我只需要你存在这样一个方法名，你的实现我是不关心的

④：抽象必须被继承，并且继承后子类要重写父类中的抽象方法，否则子类也将会是抽象类

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⑤：抽象方法 不能被 final 和 static 修饰

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