【Java SE】多态的详解(下)

简介: 今天的内容有一点点抽象,但是不难,内容也不多。

那么接下来我们就来看看向上转型的三种多态体现方法:

第一种:直接赋值->子类对象赋值给父类对象:

class TestAnimal {
    public static void main(String[] args) {
        Animal animal1 = new Dog("旺财", 5);
        animal1.eat();
        Animal animal2 = new Cat("小咪", 2);
        animal2.eat();
    }
}

结合上面的学习:同一种行为,发生在不同对象的身上,他们的产生的结果也就不同,自然调用的就是对应对象的 eat 方法。

结果也很符合我们刚开始的结论,果然同一种行为,不同对象产生的结果是不同的!

第二种:方法传参,形参作为父类类型引用,可以接收任意子类对象

class TestAnimal {
    //用户自己写的方法
    public static void eatFood(Animal animal) {
        animal.eat(); //直接通过方法可以进行实现多态,根据传递的参数不同
    }
    public static void main(String[] args) {
        eatFood(new Dog("小黑", 4));
        eatFood(new Cat("小咪", 1));
    }
}

这里可能在传参的地方有些不理解,其实在这我们是传了一个匿名对象过去,在后期也会讲解,如果不理解,也可也先 new 一个对象出来,在把对应的引用传进去,也是一样的。

第三种:通过返回值,返回任意子类对象

class TestAnimal {
    //通过返回值实现向上转型
    public static Animal buyAnimal(String animal) {
        if ("狗".equals(animal)) {
            return new Dog("狗", 2);
        } else if("猫".equals(animal)) {
            return new Cat("猫", 3);
        } else {
            return null;
        }
    }
    public static void main(String[] args) {
        Animal animal1 = buyAnimal("狗");
        animal3.eat();
        Animal animal2 = buyAnimal("猫");
        animal4.eat();
    }
}

equals 是字符串比较方法,相等返回 true 不相等返回 false,上面这种用法其实还是比较少的,本质就是你给我传递什么,我对应给你 new 一个对象回来,然后你在那父类类型接收,从而也可以实现向上转型。

这就是多态的体现,如上代码,一个引用调用同一个方法,因为这个引用 引用的对象不一样,导致调用这个方法所表现的行为不一样,这种思想,就叫做多态!

  • 向上转型的优点:让代码实现更简单灵活。
  • 向上转型的缺点:不能调用子类特有方法。

3.3 向下转型

这个其实用的很少,而且不安全,这里我们简单了解下即可:

向下转型无非就是把一个父类引用放着子类对象,然后强转成对应的子类类型在赋值给子类引用,也就是将父类引用还原成子类对象:

class TestAnimal {
    public static void main(String[] args) {
        //向下转型 -> 不安全
        //instanceof 判断animal引用的对象是不是Dog类型的,如果是则为 true 不是则为 false
        Animal animal = new Dog("王五", 12);
        if (animal instanceof Dog) {
            Dog dog = (Dog)animal;
            dog.eat();
        }
    }
}

简单理解,如果 animal 里面的对象本来是狗,那么如果将 狗 还原成 猫 那么就是不安全的,所以我们就需要用到 instanceof 关键字来判断下,这里也可以自己下来测试下。

4、通过练习进一步了解多态

4.1 打印指定不同图案(多态实现)

假设我们有这段代码:

public class Drawing {
    public void draw() {
        System.out.println("画图");
    }
}
class DrawCircle extends Drawing {
    @Override
    public void draw() {
        System.out.print("⚪");
    }
}
class DrawFlower extends Drawing {
    @Override
    public void draw() {
        System.out.print("❀");
    }
}
class DrawTriangle extends Drawing {
    @Override
    public void draw() {
        System.out.print("▲");
    }
}

要让你按找一个顺序打印:▲❀❀⚪❀▲,我们如何实现呢?

第一种方法:用 else if:

class TestDraw {
    //方法一:使用 循环 + if else
    public static void draw1() {
        DrawTriangle triangle = new DrawTriangle();
        DrawFlower flower = new DrawFlower();
        DrawCircle circle = new DrawCircle();
        String[] shapes = {"Triangle", "Flower", "Flower", 
                           "Circle", "Flower", "Triangle"
                          };
        //增强for循环遍历数组
        for (String s : shapes) {
            if (s.equals("Triangle")) {
                triangle.draw();
            } else if (s.equals("Flower")) {
                flower.draw();
            } else if (s.equals("Circle")) {
                circle.draw();
            }
        }
    }
    public static void main(String[] args) {
        draw1();
    }
}

这样写代码太复杂了,也不利于阅读,如果对 for-each还不了解,可以看我前面写的程序控制文章。

第二种方法:使用向上转型->多态

class TestDraw {
    public static void draw2() {
        Drawing[] shapes = { new DrawTriangle(), new DrawFlower(), new DrawFlower(),
                             new DrawCircle(), new DrawFlower(), new DrawTriangle()
                           };
        for (Drawing s : shapes) {
            s.draw();
        }
    }
    public static void main(String[] args) {
        draw2();
    }
}

Drawing 是他们的父类,所以我们可以直接创建 Drawing 类型数组,元素放子类对象是没问题的,然后通过增强for循环遍历这个数组就实现打印了,这两种方法最终实现效果都是一样的:

通过这个练习,我们可以看到多态部分的优点:

  • 可以有效降低代码复杂度,避免出现多个 if else
  • 可扩展性更强,如果要新增打印,也更简单

当然,多态也有一定的缺点:

  • 属性没有多态性,当父类属性和子类属性同名,通过父类引用只能调用父类自己的成员属性
  • 构造方法也没有多态性

4.2 避免在构造方法中调用重写的方法

class A {
    public A() {
    func();
    }
    public void func() {
        System.out.println("A.func()");
    }
}
class B extends A {
    private int num = 1;
    @Override
    public void func() {
    System.out.println("B.func() " + num);
    }
}
public class Test {
    public static void main(String[] args) {
    A b = new B();
    }
}

这里 B 继承了 A 类,所以在实例化B 的时候,因为我们没有写构造方法,肯定会默认调用编译器给我们提供的无参构造方法,而要想实例化子类必须先调用父类的构造方法,而父类 A 无参构造方法中,调用了 func 方法,但是这个方法在 B 类中重写了,我们来

看打印结果:

通过测试可以发现:

  • 构造 B 对象的时候,会调用 A 的构造方法
  • A 的构造方法调用了func方法,此时会触发动态绑定,会调用 B 中的 func
  • 此时 B 对象自身还没有构造,所以在 num 还未初始化的时候默认值为 0,如果具备多态性,num 的值应该是1
  • 因此在构造方法内部,尽量不要去实例方法,除了 final 和 private 修饰的方法
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