黑马程序员-java多态

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面向对象编程有三个特征，即封装、继承和多态。

封装隐藏了类的内部实现机制，从而可以在不影响使用者的前提下改变类的内部结构，同时保护数据。

继承是为了重用父类代码，同时为实现多态性做准备。

下面我们介绍多态。

多态的体现：

父类型的引用可以指向子类型的对象。如，

Parent p=new Child(); //Child类继承了Parent类

多态的好处：

大大提高程序的扩展性。因为java只允许单继承，这样虽然保证了继承关系的简单明了，但也势必在功能上有很大的限制。多态的引入用于弥补这点不足，另外，抽象类和接口也是解决单继承规定限制的重要手段。

多态的弊端：

虽然提高了扩展性，但是只能使用父类的引用访问父类中的成员。

下面用例子来讲解多态中几个重要的概念

例1：

public class PolyDemo{    public static void main(String[] args)    {                Animal a1=new Cat();  //自动向上类型转换        Animal a2=new Dog();//调用子父类共有方法a1.eat();             //动态绑定a2.eat();//调用子类特有方法//a1.catchMouse();    //错误，父类中没有catchMouse()方法Cat c=(Cat)a1;      //强制向下类型转换Dog d=(Dog)a2;        c.catchMouse();       d.guardHouse();           //Animal a3 = new animal();        //Cat c2 = (Cat)a3;   //错误，不能将父类对象转成子类类型    }}class Animal{    public void eat()    {        System.out.println("Animal is eating!");    }}class Dog extends Animal{    public void eat()    {        System.out.println("Dog is eating!");   //Dog类重写了eat()方法    }public void guardHouse()                //Dog类特有的方法{System.out.println("Dog is guarding house!");}}class Cat extends Animal{    public void eat()    {        System.out.println("Cat is eating!");    }    public void catchMouse()    {        System.out.println("Cat is catching mouse!");    }}

输出结果：

Cat is eating!Dog is eating!Cat is catching mouse!Dog is guarding house!

由此例，我们讲解以下几个概念：
1、类型转换

1）自动向上类型转换（Upcast）：将子类型转为父类型

对于向上的类型转换，不需要显示指定转换类型，类型自动提升。

2）强制向下类型转换（Downcast）：将父类型转化为子类型

对于向下的类型转换，必须要显示指定转换类型，即必须使用强制类型转换。

注意：由上例可知，我们能转换的是父类引用指向子类对象时，该引用既可以被提升，也可以被强制转换。多态自始至终都是子类对象在做着变化。

2、多态时成员的特点

1）成员函数：

当父类引用指向子类对象时，该引用变量可以调用子父类共有的成员方法，而不能调用子类中定义但父类中没有的成员方法（否则会编译失败）。

同时，对于父类中定义的成员方法，如果子类重写了该方法，那么父类引用将会调用子类中的该方法，而这就是动态绑定。

简单总结：成员方法在多态调用时，编译时期参阅引用变量所属类中是否有调用的方法，如果有则通过，否则编译失败；在运行时期参阅被引用对象所属的类中的成员方法。

2）成员变量：

无论编译时期还是运行时期，都参阅引用变量所属类中的成员变量。

3）静态成员方法：

无论编译时期还是运行时期，都参阅引用变量所属类中的静态成员方法。

下面我们再来看一个例子，以便更好的理解java的多态性

例2：

class PolyDemo {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();           System.out.println(a1.show(b));             System.out.println(a1.show(c));            System.out.println(a1.show(d));            System.out.println(a2.show(b));            System.out.println(a2.show(c));           System.out.println(a2.show(d));            System.out.println(b.show(b));             System.out.println(b.show(c));             System.out.println(b.show(d)); }}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{} 

输出结果：

A and AA and AA and DB and AB and AA and DB and BB and BA and D

在分析结果前，我们先讲一下方法调用的优先问题，优先级由高到低依次为：

this.show(O)>super.show(O)>this.show((super)O)>super.show((super)O)

现在我们来分析结果。1~3的结果应该很好理解。

以4为例，引用变量为a2，类型是A，则this是a2。于是它先在类A中寻找show(B obj)方法，未找到；然后到A的super类(父类)中找，然而A没有父类；于是它转到第三优先级this.show((super)obj)，此时this为a2，而O(即B)的父类为A，故在A中寻找show(A obj)，类A有此方法。但因为a2引用的是B的一个对象b，而B中重写了A的show(A obj)方法，根据动态绑定，故最终调用的是B中的show(A obj)方法，输出“B and A”。

例5~9同理可得。

下面讲一些多态的应用

需求：电脑运行实例

/*未考虑多态的思考方式（不好）*/class MainBoard{public void run(){System.out.println("主板运行！");}public void useNetCard(NetCard c)    //加载一个网卡，则添加一段调用网卡的代码；若还要加载声卡等，{                                    //则再添加调用声卡的代码。扩展性极差。c.open();c.close();}}class NetCard{public void open(){System.out.println("网卡打开！");}public void close(){System.out.println("网卡关闭！");}}/*考虑多态的思考方式*/class MainBoard{public void run(){System.out.println("主板运行！");}public void usePCI(PCI p){if (p!=null){p.open();p.close();}}}interface PCI{public abstract void open();public abstract void close();}class NetCard implements PCI{public void open(){System.out.println("网卡打开！");}public void close(){System.out.println("网卡关闭！");}}

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