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Java 多态的例子详解及原理解析

Java 多态的例子详解及原理解析

作者: 长脖子树 | 来源:发表于2017-06-06 22:40 被阅读0次

    多态的存在有三个前提:

    1.要有继承关系
    2.子类要重写父类的方法
    3.父类引用指向子类对象

    看下面几个例子,你就全明白了

    第一个例子,仅有一个speak()方法

    public class test {
        public static void main(String[] args) {
            father people = new son();
            people.speak();
        }
    }
    class father{
        public void speak() {
            System.out.println("i am father !");
        }
    }
    class son extends father{
        public void speak(){
            System.out.println("i am son !");
        }   
    }
    
    

    输出:

    i am son !

    第二个例子,多了一个age

    public class test {
        public static void main(String[] args) {
            father people = new son();
            people.speak();
            System.out.println("i am "+people.getAge());
        }
    }
    
    class father{
        private int age ;
        public int getAge() {
            return age;
        }
        public void setAge(int age) {
            this.age = age;
        }
        public void speak() {
            System.out.println("i am father !");
        }
    }
    class son extends father{
         public son() {
            setAge(17);
        }
        public void speak(){
            System.out.println("i am son !");
        }
    }
    
    

    输出:

    i am son !
    i am 17

    第三个例子,son中加了个play()

    public class test {
        public static void main(String[] args) {
            father people = new son();
            people.speak();
            System.out.println("i am "+people.getAge());
            people.play();
        }
    }
    
    class father{
        private int age ;
        public int getAge() {
            return age;
        }
        public void setAge(int age) {
            this.age = age;
        }
        public void speak() {
            System.out.println("i am father !");
        }
    }
    class son extends father{
         public son() {
            setAge(17);
        }
        public void speak(){
            System.out.println("i am son !");
        }
        public void play(){
            System.out.println("i am son , i want to play!");
        }
    }
    

    输出:

    <b>Exception in thread "main" java.lang.Error: Unresolved compilation problem:
    The method play() is undefined for the type father
    at com.data.model.test.main(test.java:11)</b>

    很明显,father中缺少play()方法,所以不能执行。

    第四个例子,animal

    这里要介绍一个绑定的概念

    1、将一个方法调用同一个方法主体关联起来 称作 绑定

    • 如果在程序执行前进行绑定,叫做前期绑定(由编译器和连接程序实现)
    • 而另外一种在程序执行时绑定的,叫做动态绑定,也叫后期绑定,运行时绑定
    • 动态绑定也就是说编译器一直不知道对象的类型,但是可以根据方法调用机制找到正确的方法体

    2、那么java中有哪些方法是属于动态绑定的呢?

    • 除了static 、final方法之外(private方法也属于final方法),其他所有的方法都是后期绑定
    • 也就是说 static 、final 方法都不具有多态性!
    • 在编译时,编译器不需要获得任何特殊信息就能进行正确的调用

    3、为什么要将某个方法声明为final 呢?

    • 为了要防止重写,可以有效的关闭动态绑定
      4、多态的优点
    • 可以忽略继承的类的变化,依旧可以正常运行,将改变的事物与围边的事物分离开来
    class Animal{
        public void speak(){
            System.out.println("i am animal. i am speaking");
        }
        public void run(){
            System.out.println("i am animal , i am running");
            
        }
    }
    
    class Cat extends Animal{
        public void speak(){
            System.out.println("miao miao miao ~~");
        }
    }
    
    public class Polymorphic {
        /**
         * 这样就不用给每个animal编写方法了
         * 只要用这样的一个方法,就可以调用继承这个animal的类的所有重写的方法
         */
        public static void testAnimal(Animal animal){
            animal.speak();
        }
        
        public static void main(String[] args) {
            Cat cat = new Cat();
            testAnimal(cat);
        }
    }
    

    我们可以适当修改程序

        public static void main(String[] args) {
            Animal cat = new Cat();// 将Cat改成Animal
            testAnimal(cat);
        }
    

    再深入,当我们建立一个新的类WhiteCat 继承Cat 时,也能够正确的调用

    class WhiteCat extends Cat{
        public void speak(){
            System.out.println("miao~ miao~");
        }
    }
    public class Polymorphic {
        public static void testAnimal(Animal animal){
            animal.speak();
        }
        public static void main(String[] args) {
            Animal whiteCat = new WhiteCat();
            testAnimal(whiteCat);
    
        }
    }
    

    缺陷:域和静态方法

    1、静态方法不具有多态性。

    静态方法是与类相关联的

    class Animal{
        public static void eat(){
            System.out.println("animal eat");
        }
    }
    class Cat extends Animal{
        public static void eat(){
            System.out.println("cat eat");
        }
    }       
    public class Polymorphic {
        public static void main(String[] args) {
            Animal cat = new Cat();
            cat.eat();
        }
    }
    

    输出:

    animal eat
    

    2、下面的举例是域的缺陷

    • 当我们在每个class中都定义不同的age时
    class Animal{
        public int age = 1;
        public void speak(){
            System.out.println("i am animal. i am speaking");
        }
        public void run(){
            System.out.println("i am animal , i am running");   
        }
    }
    
    class Cat extends Animal{
        public int age = 2;
        public void speak(){
            System.out.println("miao miao miao ~~");
        }
    }
    
    class WhiteCat extends Cat{
        public int age = 3;
        public void speak(){
            System.out.println("miao~ miao~");
        }
    }
    
    public class Polymorphic {
        /**
         * 这样就不用给每个animal编写方法了
         * 只要用这样的一个方法,就可以调用继承这个animal的类的所有重写的方法
         */
        public static void testAnimal(Animal animal){
            animal.speak();
        }
        
        public static void main(String[] args) {
            Animal cat = new Cat();
            testAnimal(cat);
            System.out.println(cat.age);
            Animal whiteCat = new WhiteCat();
            testAnimal(whiteCat);
            System.out.println(whiteCat.age);
            
        }
    }
    

    我们会发现输出的age 都是1

    输出:

    miao miao miao ~~
    1
    miao~ miao~
    1
    
    • 所以我们一般为了不混淆,会将 这个age定义为私有变量,可以提供getAge()方法访问它

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