Java基础一篇过（九）面向对象之多态【向上转型与向下转型】

一、多态的一些基本概念

　　简单理解：简而言之就是同一个行为具有多个不同表现形式或形态的能力，

例：比如有一个玻璃杯，当倒入不同的水时，我用手去摸的感觉是不一样的，这就是多态的简单理解。

多态的分类

重写式多态

　　重载式多态，也叫编译时多态。也就是说这种多态再编译时已经确定好了。重载大家都知道，方法名相同而参数列表不同的一组方法就是重载。在调用这种重载的方法时，通过传入不同的参数最后得到不同的结果。

重载式多态

　　重写式多态，也叫运行时多态。这种多态通过动态绑定（dynamic binding）技术来实现，是指在执行期间判断所引用对象的实际类型，根据其实际的类型调用其相应的方法。也就是说，只有程序运行起来，你才知道调用的是哪个子类的方法。

多态的条件

• 继承（实现） ：在多态中必须存在有继承关系的子类和父类。
• 重写 ：子类对父类中某些方法进行重新定义，在调用这些方法时就会调用子类的方法。
• 向上转型 ：在多态中需要将子类的引用赋给父类对象，只有这样该引用才能够具备技能调用父类的方法和子类的方法。

二、多态的转型

　　此篇文章的重点 and 难点来了哈~

向上转型

　　简单理解：子类引用的对象转换为父类类型

　　特点：

• 被子类重写的方法被调用时，调用的是子类方法
• 子类单独定义的方法会丢失
• 同名属性会被子类覆盖

　　好处：

• 减少重复代码，使代码变得简洁。
• 提高系统扩展性。

　　举个栗子：

/**
 * 动物类【父类】
 */
public class Animal {
    public void eat() {
        System.out.println("动物吃点啥好呢？");
    }
}


/**
 * 猫类【子类】
 */
public class Cat extends Animal {
    public void eat() {
        System.out.println("猫吃鱼");
    }
}


/**
 * 狗类【子类】
 */
public class Dog extends Animal {
    public void eat() {
        System.out.println("狗吃骨头");
    }

    public void run() {
        System.out.println("狗会跑");
    }
}


/**
 * 模拟调用
 */
public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        /*1、实例化一个动物，并把猫对象给赋值给动物*/
        Animal animal = new Cat(); //向上转型【实例化一个动物，对象为猫】
        animal.eat();

        /*2、实例化一个动物，并把狗对象给赋值给动物*/
        animal = new Dog();//向上转型【实例化一个动物，对象为狗】
        animal.eat();

        //3、由于向上转型，统一由动物类来调配，此时狗的run()方法是无法直接通过animal.run()调用的，需要强转才可以，这是向上转型的一个特点
        ((Dog) animal).run();
    }
}

向下转型

　　简单理解：把父类对象转为子类对象

　　特点：

• 向下转型的前提是父类对象指向的是子类对象（也就是说，在向下转型之前，它得先向上转型）
• 向下转型只能转型为本类对象

　　作用：

• 很多时候，我们需要把很多种类的实例对象，全部扔到一个父类集合【向上转型，丢失了一些方法】
• 再取出来用的时候，就需要强制转换为我们需要的子类对象【向下转型，重新获得丢失的方法】

　　PS：详细解析可以看这篇文章，写的很好。

三、经典多态题解析

基础类

class A {
    public String show(D obj) {
        return ("A and D");
    }
    public String show(A obj) {
        return ("A and A");
    }
}

class B extends A {
    public String show(B obj) {
        return ("B and B");
    }
    public String show(A obj) {
        return ("B and A");
    }
}

class C extends B {

}

class D extends B {

}

调用类解析

/**
 * 经典多态解析
 *
 * @author 有梦想的肥宅
 */
public class Main {
    //已知继承关系：C/D —> B —> A
    public static void main(String[] args) {
        A a1 = new A();
        A a2 = new B();
        B b = new B();
        C c = new C();
        D d = new D();

        //PS：继承链中对象方法的调用的优先级：
　　　　 //this.show(obj) ==》 super.show(obj) ==》 this.show((super)obj) ==》super.show((super)obj)
        System.out.println("1、  " + a1.show(b));//A and A【this.show((super)obj)】
        System.out.println("2、  " + a1.show(c));//A and A【this.show((super)obj)】
        System.out.println("3、  " + a1.show(d));//A and D【this.show(obj)】
        System.out.println("4、  " + a2.show(b));//B and A【this.show((super)obj)】
        System.out.println("5、  " + a2.show(c));//B and A【this.show((super)obj)】
        System.out.println("6、  " + a2.show(d));//A and D【super.show(obj)】
        System.out.println("7、  " + b.show(b));//B and B【this.show(obj)】
        System.out.println("8、  " + b.show(c));//B and B【this.show((super)obj)】
        System.out.println("9、  " + b.show(d));//A and D【super.show(obj)】
    }
}

　　解析：这里我们主要拿出第4条来看，这个例子比较典型，根据注释中“PS”的内容，我们可以分析出以下流程：

• 1、a2是类型为A的引用类型，它指向类型为B的对象。A确定可调用的方法：show(D obj) 和 show(A obj)。
• 2、a2.show(b) ==> this.show(b)，这里this指的是B。
• 3、比较第一级别，在B类中找show（B obj），找到了，可惜没用，因为show（B obj）方法不在可调用范围内【向上转型丢失了方法】，this.show(B obj)失败。
• 4、进入第二级别：super.show(B obj)，super指的是A。 在A 中寻找show（B obj)，失败，因为没用定义这个方法。
• 5、进入第三级别：this.show((super)B obj)，this指的是B。 在B中找show(A objA),找到了：show(A objA)，选择调用该方法。
• 6、输出：B and A

四、小结

• 多态 ：简而言之就是同一个行为具有多个不同表现形式或形态的能力。
• 多态的分类 ：运行时多态和编译时多态。
• 运行时多态的前提 ：继承（实现），重写，向上转型
• 继承链中对象方法的调用的优先级 ：
  • 1、this.show( obj ) 
  • 2、super.show( obj ) 
  • 3、this.show((super) obj)
  • 4、super.show((super) obj)

 

 

 

参考文章：

• 面向对象之多态