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Java多態(tài)實(shí)現(xiàn)原理詳細(xì)梳理總結(jié)

更新時(shí)間：2022年06月15日 09:17:54 作者：? 共飲一杯無? ?

這篇文章主要介紹了Java多態(tài)實(shí)現(xiàn)原理詳細(xì)梳理總結(jié)，多態(tài)是繼封裝、繼承之后，面向?qū)ο蟮牡谌筇匦?，本文只總結(jié)了多態(tài)的實(shí)現(xiàn)原理，需要的朋友可以參考一下

一、概述

引入

多態(tài)是繼封裝、繼承之后，面向?qū)ο蟮牡谌筇匦?。生活中，比如跑的動作，小貓、小狗和大象，跑起來是不一樣的。再比如飛的動作，昆蟲、鳥類和飛機(jī)，飛起來也是不一樣的?？梢?，同一行為，通過不同的事物，可以體現(xiàn)出來的不同的形態(tài)。多態(tài)，描述的就是這樣的狀態(tài)。

定義

多態(tài)： 是指同一行為，具有多個不同表現(xiàn)形式。

二、多態(tài)的體現(xiàn)

多態(tài)體現(xiàn)的格式：

父類類型變量名 = new 子類對象；
變量名.方法名();

父類類型：指子類對象繼承的父類類型，或者實(shí)現(xiàn)的父接口類型。

代碼如下：

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

當(dāng)使用多態(tài)方式調(diào)用方法時(shí)，首先檢查父類中是否有該方法，如果沒有，則編譯錯誤；如果有，執(zhí)行的是子類重寫后方法。

代碼如下：

定義父類：

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

定義子類：

class Cat extends Animal {
    public void eat() {
        System.out.println("吃魚??");
    }
}
class Dog extends Animal {
    public void eat() {
        System.out.println("吃骨頭??");
    }
}

定義測試類：

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        // 多態(tài)形式，創(chuàng)建對象
        Animal a1 = new Cat();
        // 調(diào)用的是 Cat 的 eat
        a1.eat();
        // 多態(tài)形式，創(chuàng)建對象
        Animal a2 = new Dog();
        // 調(diào)用的是 Dog 的 eat
        a2.eat();
    }
}

三、多態(tài)的好處

實(shí)際開發(fā)的過程中，父類類型作為方法形式參數(shù)，傳遞子類對象給方法，進(jìn)行方法的調(diào)用，更能體現(xiàn)出多態(tài)的擴(kuò)展性與便利

定義父類：

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

定義子類：

class Cat extends Animal {
    public void eat() {
        System.out.println("吃魚??");
    }
}
class Dog extends Animal {
    public void eat() {
        System.out.println("吃骨頭??");
    }
}

定義測試類：

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        // 多態(tài)形式，創(chuàng)建對象
        Cat c = new Cat();
        Dog d = new Dog();
        // 調(diào)用showCatEat
        showCatEat(c);
        // 調(diào)用showDogEat
        showDogEat(d);
        /**
        以上兩個方法, 均可以被showAnimalEat(Animal a)方法所替代
        而執(zhí)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();
    }
}

由于多態(tài)特性的支持，showAnimalEat方法的Animal類型，是Cat和Dog的父類類型，父類類型接收子類對象，當(dāng)然可以把Cat對象和Dog對象，傳遞給方法。
當(dāng)eat方法執(zhí)行時(shí)，多態(tài)規(guī)定，執(zhí)行的是子類重寫的方法，那么效果自然與showCatEat、showDogEat方法一致，
所以showAnimalEat完全可以替代以上兩方法。
不僅僅是替代，在擴(kuò)展性方面，無論之后再多的子類出現(xiàn)，我們都不需要編寫showXxxEat方法了，直接使用
showAnimalEat都可以完成。
所以，多態(tài)的好處，體現(xiàn)在，可以使程序編寫的更簡單，并有良好的擴(kuò)展。

四、引用類型轉(zhuǎn)換

多態(tài)的轉(zhuǎn)型分為向上轉(zhuǎn)型與向下轉(zhuǎn)型兩種：

向上轉(zhuǎn)型

向上轉(zhuǎn)型：多態(tài)本身是子類類型向父類類型向上轉(zhuǎn)換的過程，這個過程是默認(rèn)的。當(dāng)父類引用指向一個子類對象時(shí)，便是向上轉(zhuǎn)型。

使用格式：

父類類型變量名 = new 子類類型();
如：Animal a = new Cat();

向下轉(zhuǎn)型

向下轉(zhuǎn)型：父類類型向子類類型向下轉(zhuǎn)換的過程，這個過程是強(qiáng)制的。
一個已經(jīng)向上轉(zhuǎn)型的子類對象，將父類引用轉(zhuǎn)為子類引用，可以使用強(qiáng)制類型轉(zhuǎn)換的格式，便是向下轉(zhuǎn)型。

使用格式：

子類類型變量名 = (子類類型) 父類變量名;
如:Cat c =(Cat) a;

為什么要轉(zhuǎn)型

當(dāng)使用多態(tài)方式調(diào)用方法時(shí)，首先檢查父類中是否有該方法，如果沒有，則編譯錯誤。也就是說，不能調(diào)用子類擁有，而父類沒有的方法。編譯都錯誤，更別說運(yùn)行了。這也是多態(tài)給我們帶來的一點(diǎn)"小麻煩"。所以，想要調(diào)用子類特有的方法，必須做向下轉(zhuǎn)型。

轉(zhuǎn)型演示，代碼如下：

定義類：

abstract class Animal {
    abstract void eat();
}
class Cat extends Animal {
    public void eat() {
        System.out.println("吃魚??");
    }
    public void catchMouse() {
        System.out.println("抓老鼠??");
    }
}
class Dog extends Animal {
    public void eat() {
        System.out.println("吃骨頭??");
    }
    public void watchHouse() {
        System.out.println("看家??");
    }
}

定義測試類：

public static void main(String[] args) {
    // 向上轉(zhuǎn)型
    Animal a = new Cat();
    a.eat(); // 調(diào)用的是 Cat 的 eat
    // 向下轉(zhuǎn)型
    Cat c = (Cat)a;
    c.catchMouse(); // 調(diào)用的是 Cat 的 catchMouse
}

轉(zhuǎn)型的異常

轉(zhuǎn)型的過程中，一不小心就會遇到這樣的問題，請看如下代碼：

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        // 向上轉(zhuǎn)型
        Animal a = new Cat();
        a.eat(); // 調(diào)用的是 Cat 的 eat
        // 向下轉(zhuǎn)型
        Dog d = (Dog)a;
        d.watchHouse(); // 調(diào)用的是 Dog 的 watchHouse 【運(yùn)行報(bào)錯】
    }
}

這段代碼可以通過編譯，但是運(yùn)行時(shí)，卻報(bào)出了 ClassCastException ，類型轉(zhuǎn)換異常！這是因?yàn)椋髅鲃?chuàng)建了Cat類型對象，運(yùn)行時(shí)，當(dāng)然不能轉(zhuǎn)換成Dog對象的。這兩個類型并沒有任何繼承關(guān)系，不符合類型轉(zhuǎn)換的定義。為了避免ClassCastException的發(fā)生，Java提供了 instanceof 關(guān)鍵字，給引用變量做類型的校驗(yàn)，格式如下：

變量名 instanceof 數(shù)據(jù)類型
如果變量屬于該數(shù)據(jù)類型，返回true。
如果變量不屬于該數(shù)據(jù)類型，返回false。

所以，轉(zhuǎn)換前，我們最好先做一個判斷，代碼如下：

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
    // 向上轉(zhuǎn)型
        Animal a = new Cat();
        a.eat(); // 調(diào)用的是 Cat 的 eat
        // 向下轉(zhuǎn)型
        if (a instanceof Cat){
            Cat c = (Cat)a;
            c.catchMouse(); // 調(diào)用的是 Cat 的 catchMouse
        } else if (a instanceof Dog){
            Dog d = (Dog)a;
            d.watchHouse(); // 調(diào)用的是 Dog 的 watchHouse
        }
    }
}

到此這篇關(guān)于Java多態(tài)實(shí)現(xiàn)原理詳細(xì)梳理總結(jié)的文章就介紹到這了,更多相關(guān)Java 多態(tài)內(nèi)容請搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家！

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