Java Object-Oriented：day10 【 Inheritance】

一、多态的概述

1、定义

多态 ： 是指同一行为，具有多个不同表现形式。

2、前提

1 . 继承或者实现【二选一】
2. 方法的重写【意义体现：不重写，无意义】
3. 父类引用指向子类对象【格式体现】

3、图解

二、多态的格式与使用

1、定义子类

package day10.demo04;

public class Zi extends Fu {

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

2、定义父类

package day10.demo04;

public class Fu {

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

}

如果子类没有

package day10.demo04;

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");
    }

}

3、定义测试类

package day10.demo04;

/*
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();
或者：
接口名称 对象名 = new 实现类名称();
 */
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();
    }
}　

如果子类没有

package day10.demo04;

/*
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();
或者：
接口名称 对象名 = new 实现类名称();
 */
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();
    }
}

4、运行结果

子类方法

如果子类没有

子类方法
父类特有方法

三、多态中成员变量的使用特点

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、定义子类

package day10.demo05;

public class Zi extends Fu {

    int num = 20;

}

2、定义父类

package day10.demo05;

public class Fu /*extends Object*/ {
    int num = 10;
}

3、定义测试类

package day10.demo05;

/*
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。
2. 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。
 */
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
    }

}

4、运行结果

10

2. 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。

1、定义子类

package day10.demo05;

public class Zi extends Fu {

    int num = 20;

    int age = 16;

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

2、定义父类

package day10.demo05;

public class Fu /*extends Object*/ {

    int num = 10;

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

}

3、定义测试类

package day10.demo05;

/*
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。
2. 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。
 */
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();
    }

}

4、运行结果

10
=============
20

3、多态中成员方法的使用特有方法

1、定义父类

package day10.demo05;

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");
    }

}

2、定义子类

package day10.demo05;

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");
    }
}

3、定义测试类

package day10.demo05;

/*
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。
 */
public class Demo02MultiMethod {

    public static void main(String[] args) {
        Fu obj = new Zi(); // 多态

        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！
    }

}

4、运行结果

子类方法
父类特有方法

四、使用多态的好处

 好处：无论右边new的时候换成那个子类对象，等号左边调用都不会变化

五、对象的向上、下转型

为什么要转型？

当使用多态方式调用方法时，首先检查父类中是否有该方法，如果没有，则编译错误。也就是说，不能调用子类拥有，而父类没有的方法。编译都错误，更别说运行了。
这也是多态给我们带来的一点"小麻烦"。所以，想要调用子类特有的方法，必须做向下转型

 1、向上转型

1、定义父类

package day10.demo06;

public abstract class Animal {

    public abstract void eat();

}

2、定义子类

package day10.demo06;

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

3、定义测试类

package day10.demo06;

/*
向上转型一定是安全的，没有问题的，正确的。但是也有一个弊端：
对象一旦向上转型为父类，那么就无法调用子类原本特有的内容。

解决方案：用对象的向下转型【还原】。
 */
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

}

4、运行结果

猫吃鱼

2、向下转型

1、定义父类

package day10.demo06;

public abstract class Animal {

    public abstract void eat();

}

2、定义子类

dog

package day10.demo06;

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

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

cat

package day10.demo06;

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");
    }
}

3、定义测试类

package day10.demo06;

import day10.demo06.Animal;
import day10.demo06.Cat;
import day10.demo06.Dog;

/*
向上转型一定是安全的，没有问题的，正确的。但是也有一个弊端：
对象一旦向上转型为父类，那么就无法调用子类原本特有的内容。

解决方案：用对象的向下转型【还原】。
 */
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;
    }

}

4、运行结果

猫吃鱼
猫抓老鼠
Exception in thread "main" java.lang.ClassCastException: class day10.demo06.Cat cannot be cast to class day10.demo06.Dog (day10.demo06.Cat and day10.demo06.Dog are in unnamed module of loader 'app')
	at day10.demo06.Demo01Main.main(Demo01Main.java:30)

3、图解

六、用instanceof关键字进行

1、转型的异常

猫吃鱼
猫抓老鼠
Exception in thread "main" java.lang.ClassCastException: class day10.demo06.Cat cannot be cast to class day10.demo06.Dog (day10.demo06.Cat and day10.demo06.Dog are in unnamed module of loader 'app')
	at day10.demo06.Demo01Main.main(Demo01Main.java:30)

这段代码可以通过编译，但是运行时，却报出了 ClassCastException ，类型转换异常！这是因为，明明创建了Cat类型对象，
运行时，当然不能转换成Dog对象的。这两个类型并没有任何继承关系，不符合类型转换的定义。

2、instanceof 关键字，解决转型异常

1、测试类

package day10.demo06;

/*
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();
        }
        // 判断一下animal本来是不是Cat
        if (animal instanceof Cat) {
            Cat cat = (Cat) animal;
            cat.catchMouse();
        }

        giveMeAPet(new Dog());
    }

    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();
        }
    }

}

2、运行结果

狗吃SHIT
狗看家
狗看家

七、笔记本USB接口案例

1、案例分析

2、案例实现代码

1、Computer

package day10.demo06;

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
    }

}

2、DemoMain

package day10.demo06;

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);
    }

}

3、Keyboard

package day10.demo06;

// 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");
    }
}

4、Mouse

package day10.demo06;

// 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");
    }
}

5、USB

package day10.demo06;
public interface USB {

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

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

}