Java（七）——多态

个人简介

个人主页： 前端杂货铺
开源项目： rich-vue3 （基于 Vue3 + TS + Pinia + Element Plus + Spring全家桶 + MySQL）
‍️学习方向： 主攻前端方向，正逐渐往全干发展
个人状态： 研发工程师，现效力于中国工业软件事业
人生格言： 积跬步至千里，积小流成江海
推荐学习：开源 rich-vue3 前端面试宝典 Vue2 Vue3 Vue2/3项目实战 Node.js实战 Three.js

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前言

大家好，这里是前端杂货铺。

本篇文章，我们学习多态、多态调用成员的特点以及认识其优势与弊端。

多态

多态：同类型的对象，表现出的形态不同。

多态的表现形式：父类类型 对象名称 = 子类对象。Fu f = new Zi()

多态的前提：有继承关系、有父类引用指向子类对象、有方法重写。

多态的好处：使用父类型作为参数，可以接收所有子类对象，体现多态的扩展性与便利。

假如我们现在有一个教务系统，存在管理员、老师、学生三种身份，我们通过类来打印他们各自的信息，我们要怎么设计呢？

Test.java

package com.javabasic.polymorphism;

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建三个对象，并调用register方法
        Student student = new Student();
        student.setName("前端杂货铺");
        student.setAge(20);

        Teacher teacher = new Teacher();
        teacher.setName("张三");
        teacher.setAge(30);

        Admin admin = new Admin();
        admin.setName("管理员");
        admin.setAge(25);

        register(student);
        register(teacher);
        register(admin);
    }

    // 此方法既能接收老师，又能接收学生，还能接收管理员
    // 只能把参数写成这三个类型的父类
    public static void register(Person p) {
        p.show();
    }
}

Person 父类，用于显示子类对象实例的信息。

Person.java

package com.javabasic.polymorphism;

public class Admin extends Person {
    @Override
    public void show() {
        System.out.println("管理员的信息：" + getName() + ", " + getAge());
    }
}

Person 的子类 Admin，打印管理员的信息。

Admin.java

package com.javabasic.polymorphism;

public class Admin extends Person {
    @Override
    public void show() {
        System.out.println("管理员的信息：" + getName() + ", " + getAge());
    }
}

Person 的子类 Teacher，打印老师的信息。

Teacher.java

package com.javabasic.polymorphism;

public class Teacher extends Person {
    @Override
    public void show() {
        System.out.println("老师的信息：" + getName() + ", " + getAge());
    }
}

Person 的子类 Student，打印学生的信息。

Student.java

package com.javabasic.polymorphism;

public class Student extends Person {
    @Override
    public void show() {
        System.out.println("学生的信息：" + getName() + ", " + getAge());
    }
}

多态调用成员的特点

两句话：

1. 调用成员变量的特点：编译看左边，运行也看左边
2. 调用成员方法的特点：编译看左边，运行看右边

成员变量：在子类的对象中，会把父类的成员变量也继承下来。
成员方法：如果子类对方法进行了重写，那么在虚方法表中是会把父类的方法进行覆盖的。

接下来，我们进行调用成员变量和成员方法的测试：

package com.javabasic.demo;

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        Animal animal = new Dog();

        // 调用成员变量：编译看左边，运行也看左边
        // 编译看左边：javac 编译代码时，会看左边的父类中有没有这个变量，如果有，编译成功，如果没有编译失败
        // 运行也看左边：java 运行代码时，实际获取的就是左边父类中成员变量的值
        System.out.println(animal.name); // animal

        // 调用成员方法：编译看左边，运行看右边
        // 编译看左边：javac编译代码时，会看左边的父类中有没有这个方法，如果有，编译成功，如果没有编译失败
        // 运行看右边：java运行代码时，实际上运行的是子类中的方法
        animal.show(); // dog --- show方法
    }
}

class Animal {
    String name = "animal";

    public void show() {
        System.out.println("Animal --- show方法");
    }
}

class Dog extends Animal {
    String name = "dog";

    @Override
    public void show() {
        System.out.println("dog --- show方法");
    }
}

class Cat extends Animal {
    String name = "cat";

    @Override
    public void show() {
        System.out.println("cat --- show方法");
    }
}

多态的优势与弊端

优势：方法中，使用父类型作为参数，可以接受所有子类对象。

弊端：不能使用子类的特有功能。

如果我们就是要调用子类中特有的功能该如何是好呢？—— 类型转换

package com.javabasic.demo;

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        Animal animal = new Dog();

        // 会报错，因为 animal 中不存在 eat()
        // animal.eat();


        // 解决方案：进行类型转换
        if (animal instanceof Dog dog) {
            dog.eat();
        } else if (animal instanceof Cat cat) {
            cat.sleep();
        } else {
            System.out.println("没有这个类型，无法转换");
        }
    }
}

class Animal {
    String name = "animal";

    public void show() {
        System.out.println("Animal --- show方法");
    }
}

class Dog extends Animal {
    String name = "dog";

    @Override
    public void show() {
        System.out.println("dog --- show方法");
    }

    public void eat() {
        System.out.println("dog --- 啃骨头");
    }
}

class Cat extends Animal {
    String name = "cat";

    @Override
    public void show() {
        System.out.println("cat --- show方法");
    }

    public void sleep() {
        System.out.println("cat --- sleep");
    }
}

总结

本篇文章，我们学习了多态的相关内容，并认识了多态调用成员的特点及多态的优势与弊端…

好啦，本篇文章到这里就要和大家说再见啦，祝你这篇文章阅读愉快，你下篇文章的阅读愉快留着我下篇文章再祝！

参考资料：

1. Java 基础（bilibili-黑马程序员）
2. 菜鸟教程–Java