2020-05-17--Java--day10【多态】

作者: program_white | 来源:发表于2020-08-10 00:00 被阅读0次

多态概述

多态的格式和使用

代码当中体现多态性，其实就是一句话：父类引用指向子类对象。

格式：

父类名称对象名 = new 子类名称();
接口名称对象名 = new 实现类名称();

FU类：

public class Fu {

    public void method() {
        System.out.println("父类方法");
    }

    public void methodFu() {
        System.out.println("父类特有方法");
    }
}

ZI类：

public class Zi extends Fu {

    @Override
    public void method() {
        System.out.println("子类方法");
    }
}

main方法：

public class Demo01Multi {

    public static void main(String[] args) {
        // 使用多态的写法
        // 左侧父类的引用，指向了右侧子类的对象
        Fu obj = new Zi();

        obj.method();
        obj.methodFu();
    }
}

运行：

多态中成员变量和成员方法的使用特点

访问成员变量的两种方式：

1. 直接通过对象名称访问成员变量：看等号左边是谁，优先用谁，没有则向上找。
1. 间接通过成员方法访问成员变量：看该方法属于谁，优先用谁，没有则向上找。

在多态的代码当中，成员方法的访问规则是：
看new的是谁，就优先用谁，没有则向上找。
口诀：编译看左边，运行看右边。
对比一下：
成员变量：编译看左边，运行还看左边。
成员方法：编译看左边，运行看右边。
意思是：在调用成员变量或者成员方法时，要看等号左边的类中是否有该变量或者该方法。

FU类：

public class Fu /*extends Object*/ {

    int num = 10;

    public void showNum() {
        System.out.println(num);
    }

    public void method() {
        System.out.println("父类方法");
    }

    public void methodFu() {
        System.out.println("父类特有方法");
    }

}

ZI类：

public class Zi extends Fu {

    int num = 20;

    int age = 16;

    @Override
    public void showNum() {
        System.out.println(num);
    }

    @Override
    public void method() {
        System.out.println("子类方法");
    }

    public void methodZi() {
        System.out.println("子类特有方法");
    }
}

main方法：

public class Demo01MultiField {

    public static void main(String[] args) {
        // 使用多态的写法，父类引用指向子类对象
        Fu obj = new Zi();
        System.out.println(obj.num); // 父：10
//        System.out.println(obj.age); // 错误写法！
        System.out.println("=============");

        // 子类没有覆盖重写，就是父：10
        // 子类如果覆盖重写，就是子：20
        obj.showNum();
        
        //成员方法的使用
        obj.method(); // 父子都有，优先用子
        obj.methodFu(); // 子类没有，父类有，向上找到父类

        // 编译看左边，左边是Fu，Fu当中没有methodZi方法，所以编译报错。
//        obj.methodZi(); // 错误写法！
    }

}

总结：

直接调用成员变量时，等号左边是谁，就用谁的成员变量，没有就向上找。
调用成员方法时，new的是谁的对象，就优先用谁的方法，没有就想上找，但是当在子类中找到该成员方法时，父类中必须要有该方法。

Fu obj = new Zi();
含义：受父类限制的子类对象，优先执行子类中复写的父类方法，但是不能执行父类中没有的方法。

使用多态的好处

对象的上下转型

向上转型：

向上转型就是类似于多态写法，加入猫继承于动物类，那么将猫看作动物就没毛病，

创建格式：:父类 obj = new 子类();

举例:

Animal类：

public abstract class Animal {

    public abstract void eat();

}

Cat 类：

public class Cat extends Animal {
    @Override
    public void eat() {
        System.out.println("猫吃鱼");
    }
    // 子类特有方法
    public void catchMouse() {
        System.out.println("猫抓老鼠");
    }

main方法：

public class Demo01Main {

    public static void main(String[] args) {
        // 对象的向上转型，就是：父类引用指向之类对象。
        Animal animal = new Cat(); // 本来创建的时候是一只猫
        animal.eat(); // 猫吃鱼

//        animal.catchMouse(); // 错误写法！

但是这是再调用子类中特有的方法时，就会报错，因为这时对象已经向上转型，不能调用子类中父类没有的方法。

向下转型

对象的向下转型其实是一个还原动作，类似于强制类型转换。当猫类向上转型到动物类后，再向下转型为猫时，没问题。但是如果将这个之前是猫的动物类向下转型为狗时，就不对了。

创建格式：子类名称对象名 = (子类名称) 原本父类对象名;

含义:将父类对象还原为子类对象。

注意事项：在向下转型之前，必须保证该对象在创建时就是该子类的对象(猫)，这样才能再次向下转型为猫。
如果不是一个子类的话，就会报出ClassCastException的错误。

举例：

Animal类：

public abstract class Animal {

    public abstract void eat();
}

Cat类：

public class Cat extends Animal {

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

    // 子类特有方法
    public void catchMouse() {
        System.out.println("猫抓老鼠");
    }
}

Dog类：

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

    public void watchHouse() {
        System.out.println("狗看家");
    }
}

main类：

public class Demo01Main {

    public static void main(String[] args) {
        // 对象的向上转型，就是：父类引用指向之类对象。
        Animal animal = new Cat(); // 本来创建的时候是一只猫
        animal.eat(); // 猫吃鱼

//        animal.catchMouse(); // 错误写法！


        // 向下转型，进行“还原”动作
        Cat cat = (Cat) animal;
        cat.catchMouse(); // 猫抓老鼠

        // 下面是错误的向下转型
        // 本来new的时候是一只猫，现在非要当做狗
        // 错误写法！编译不会报错，但是运行会出现异常：
        // java.lang.ClassCastException，类转换异常
        Dog dog = (Dog) animal;
    }

}

分析：

在向上转型后，父类对象animal不能调用子类Cat的特有方法，那么对他进行向下转型，然后就可以调用了。
将父类对象animal转为子类Dog时，编译不会报错，但是运行异常java.lang.ClassCastException，类转换异常
说明只能向下转型为之前创建对象时的子类。

类型判断----instanceof关键字

在上一步中，我们是怎么知道该父类对象animal之前的引用是猫还是狗。

所以要进行类型的判断，使用instanceof关键字。
instanceof 严格来说是Java中的一个双目运算符，用来测试一个对象是否为一个类的实例，用法为：
对象名称 instanceof 类名称

实例：

/*
如何才能知道一个父类引用的对象，本来是什么子类？
格式：
对象 instanceof 类名称
这将会得到一个boolean值结果，也就是判断前面的对象能不能当做后面类型的实例。
 */
public class Demo02Instanceof {

    public static void main(String[] args) {
        Animal animal = new Dog(); // 本来是一只狗
        animal.eat(); // 狗吃SHIT

        // 如果希望掉用子类特有方法，需要向下转型
        // 判断一下父类引用animal本来是不是Dog
        if (animal instanceof Dog) {
            Dog dog = (Dog) animal;
            dog.watchHouse();     //狗看家
        }
        // 判断一下animal本来是不是Cat
        if (animal instanceof Cat) {
            Cat cat = (Cat) animal;
            cat.catchMouse();
        }
        // 调用给宠物的方法，传进去Dog类对象
        giveMeAPet(animal);
    }

    public static void giveMeAPet(Animal animal) {
        if (animal instanceof Dog) {
            Dog dog = (Dog) animal;
            dog.watchHouse();
        }
        if (animal instanceof Cat) {
            Cat cat = (Cat) animal;
            cat.catchMouse();
        }
    }
}

分析：

首先创建Dog类对象，向上转型为Animal类，在使用时，由于不知道该对象之前是哪个类的对象，所以要进行判断该对象是什么类型的类对象，使用instanceof关键字，返回bool值，进而进行向下转型，就可以调用该子类中的特有方法了。

笔记本接口案例

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。

分析

进行描述笔记本类，实现笔记本使用USB鼠标、USB键盘

USB接口，包含开启功能、关闭功能
笔记本类，包含运行功能、关机功能、使用USB设备功能
鼠标类，要实现USB接口，并具备点击的方法
键盘类，要实现USB接口，具备敲击的方法

图例：

代码：
1.定义USB接口：
该接口有两个抽象类--打开设备和关闭设备

public interface USB {

    public abstract void open(); // 打开设备

    public abstract void close(); // 关闭设备

}

2.定义鼠标类和(键盘类)
这两个类继承USB接口，实现接口中的抽象方法，并有独有的动作方法--click()和type()

// 鼠标就是一个USB设备
public class Mouse implements USB {
    @Override
    public void open() {
        System.out.println("打开鼠标");
    }

    @Override
    public void close() {
        System.out.println("关闭鼠标");
    }

    public void click() {
        System.out.println("鼠标点击");
    }
}

// 键盘就是一个USB设备
public class Keyboard implements USB {
    @Override
    public void open() {
        System.out.println("打开键盘");
    }

    @Override
    public void close() {
        System.out.println("关闭键盘");
    }

    public void type() {
        System.out.println("键盘输入");
    }
}

3.定义电脑类
电脑类实现独有方法--开机和关机。
定义使用USB设备的方法，该方法的参数类型为USB类型，在方法中
首先打开设备(执行公有方法打开设备)，判断设备类型，执行设备特有方法，关闭设备(执行共有方法)

public class Computer {

    public void powerOn() {
        System.out.println("笔记本电脑开机");
    }

    public void powerOff()  {
        System.out.println("笔记本电脑关机");
    }

    // 使用USB设备的方法，使用接口作为方法的参数
    public void useDevice(USB usb) {
        usb.open(); // 打开设备
        if (usb instanceof Mouse) { // 一定要先判断
            Mouse mouse = (Mouse) usb; // 向下转型
            mouse.click();
        } else if (usb instanceof Keyboard) { // 先判断
            Keyboard keyboard = (Keyboard) usb; // 向下转型
            keyboard.type();
        }
        usb.close(); // 关闭设备
    }

}

Main：

public class DemoMain {

    public static void main(String[] args) {
        // 首先创建一个笔记本电脑
        Computer computer = new Computer();
        computer.powerOn();

        // 准备一个鼠标，供电脑使用
//        Mouse mouse = new Mouse();
        // 首先进行向上转型
        USB usbMouse = new Mouse(); // 多态写法
        // 参数是USB类型，我正好传递进去的就是USB鼠标
        computer.useDevice(usbMouse);

        // 创建一个USB键盘
        Keyboard keyboard = new Keyboard(); // 没有使用多态写法
        // 方法参数是USB类型，传递进去的是实现类对象
        computer.useDevice(keyboard); // 正确写法！也发生了向上转型
        // 使用子类对象，匿名对象，也可以
//        computer.useDevice(new Keyboard()); // 也是正确写法

        computer.powerOff();
        System.out.println("==================");

        method(10.0); // 正确写法，double --> double
        method(20); // 正确写法，int --> double
        int a = 30;
        method(a); // 正确写法，int --> double
    }

    public static void method(double num) {
        System.out.println(num);
    }

}

Main函数分析：

首先创建一个笔记本类，执行笔记本的开机方法(powerOn)。
接入鼠标时，使用多态写法将鼠标类向上转型为USB接口类创建对象，将该对象传入电脑类的USB使用方法中(useDevice)，这是常规写法，符合要求，进而在该方法中执行鼠标类中实现USB接口类的打开设备和关闭设备的两个方法，并判断类型为鼠标类，执行独有方法--点击(click)。
接入键盘，不在显式的将键盘类向上转为USB接口类，采用正常写法创建键盘类对象，进而调用电脑类的使用USB的方法，将键盘对象传进去，执行该方法。(与鼠标执行一致)

第三部也是正确的，原因就是发生了类似于自动类型转换的情况，例如：定义一个接受double类型参数的方法，当传入int类型时，也是可以的，发生自动类型转换，将int转为double类型。

4.关闭电脑--执行powerOff方法。

2020-05-17--Java--day10【多态】

多态概述

多态的格式和使用

多态中成员变量和成员方法的使用特点

使用多态的好处

对象的上下转型

向上转型：

向下转型

类型判断----instanceof关键字

笔记本接口案例

分析

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