阿里云名师课堂Java面向对象开发64：多态性

Posted 2020-12-10 溺水的情书

目录

• 基本概念
• 对象的多态性
  • 上转型
  • 下转型
  • instanceof关键字
  • 具体应用
• 总结

基本概念

代码的重用不是全部靠继承实现，还有另一个重要的核心概念：多态性。

Java中对多态的核心表现主要有以下两点：

• 方法的多态性
  • 方法的重载：同一个方法名称，可以根据参数的类型及个数的不同调用不同的方法体；
  • 方法的覆写：同一个父类方法，可能根据实例化子类的不同也有不同的实现；
• 对象的多态性（前提：方法覆写）：
  • （自动、常用）对象的向上转型：父类 父类对象 = 子类实例 ;
  • （强制）对象的向下转型：子类 子类对象 = (子类)父类实例 ;
  • 对象的多态性说白了就是对象在子类和父类之间的转换。

对象的多态性

上转型

范例：实现向上转型

class Person {
	public void printInfo() {
		System.out.println("【Person类】printInfo()方法") ;
	}
}

class Student extends Person {
	public void printInfo() {
		System.out.println("【Student类】printInfo()方法") ;
	}
}

public class TestDemo {
	public static void main(String args[]) {
		Student stu = new Student() ; // 子类实例化对象，放入子类中
		stu.printInfo();
		Person per = new Student() ; // 子类实例化对象，放入父类中，上转型
		per.printInfo();
	}
}

理解：父类虽然穿在身，心依然是子类心

• 上转型对象可以访问子类继承或隐藏的成员变量，也可以调用子类继承或重写的方法，不可以调用子类自己定义的方法。

注意：不管是否发生上转型，关注的重点应该是：

• 哪个类创建了新对象（new在哪里）
• 调用的方法是否被子类覆写

下转型

下转型指的是将父类对象转换为子类对象，但是在此之前需要首先明确一个概念：为什么需要下转型？

• 当需要使用到子类扩充的方法操作时需要下转型。

class Person {
	public void printInfo() {
		System.out.println("【Person类】printInfo()方法") ;
	}
}

class Student extends Person {
	public void printInfo() {
		System.out.println("【Student类】printInfo()方法") ;
	}
	public void printMsg() { // 该方法是子类自身扩充的
		System.out.println("【Student类】printMsg()方法") ;
	}
}

public class TestDemo {
	public static void main(String args[]) {
		Student stu = new Student() ; // 子类实例化对象，放入子类中
		stu.printInfo();
		Person per = new Student() ; // 子类实例化对象，放入父类中，上转型
		per.printInfo(); // 这时per能调用的只有父类定义过的方法（其实调用的是被子类继承or重写之后的）
		// per不能调用子类自身定义的方法，只有下转型之后可以
		Student stuA = (Student)per ;
		stuA.printMsg() ;
	}
}

注意：并不是所有的父类对象给都可以进行下转型：

• 如果想要进行下转型，一定要先进行上转型，上转型之后的对象才可以下转型给子类。
• 范例：观察错误代码

public class TestDemo {
	public static void main(String args[]) {
		Person per = new Person() ; // 父类实例化对象
		Student stuA = (Student)per ; // 直接下转型
		stuA.printMsg() ;
	}
}

报错：java.lang.ClassCastException: Person cannot be cast to Student
理解：父类是渣男，并不知道自己有多少子类，换句话说，不知道这些类和自己的关系；而子类都知道自己是继承父类的。所以可以由子?父?子，不可以直接父?子。

instanceof关键字

既然下转型存在隐患，那么怎么转型才靠谱呢？最好的做法是先进行判断，使用instanceof关键字。
实际上instanceof是一个二目运算符，返回的是boolean型数据，使用格式为：

• 子类对象 instanceof 类

范例：观察instanceof关键字

public class TestDemo {
	public static void main(String args[]) {
		Person perA = new Student() ;
		Person perB = new Person() ;
		System.out.println(perA instanceof Person) ;
		System.out.println(perA instanceof Student) ;
		System.out.println(perB instanceof Person) ;
		System.out.println(perB instanceof Student) ;
	}
}

范例：下转型前的判断

public class TestDemo {
	public static void main(String args[]) {
		Person perA = new Student() ;
		if (perA instanceof Student) {
			Student stuA = (Student)perA ;
			stuA.printMsg() ;
		}
	}
}

具体应用

范例：要求定义一个方法，这个方法可以接收父类的所有子类实例，并调用父类的方法

class Person {
	public void eat() {
		System.out.println("吃饭...") ;
	}
}

class Student extends Person {
	public void eat() {
		System.out.println("【Student】在学校食堂") ;
	}
}

class Professor extends Person {
	public void eat() {
		System.out.println("【Professor】在校外餐厅") ;
	}
}

public class TestDemo {
	public static void main(String args[]) {
		hunger(new Person()) ;
		hunger(new Student()) ;
		hunger(new Professor()) ;
	}
	
	public static void hunger(Person per) { // 这里传入的参数就运用了对象多态性
		per.eat() ; // 所有人都吃，不管哪一类
	}
}

/*
这里对象多态性的工作原理：
Person per = new Person() ; 创建父类对象，调用父类的eat方法
Person per = new Student() ; 对象自动上转型，调用子类继承父类的eat方法
Person per = new Professor() ; 对象自动上转型，调用子类继承父类的eat方法

如果不用对象多态性，就要多次使用方法重载，变成：
public static void hunger(Student per) {}
public static void hunger(Professor per) {}
······
*/

通过程序，可以看出对象上转型的核心功能：操作参数统一。

总结

1. 对象多态性实现的核心在于方法的覆写。
2. 通过对象的上转型可以实现接收参数的统一，而向下转型可以实现子类扩充方法的调用（比较少用到）；
3. 两个没有关系的对象是不能进行转型的，所以下转型是存在安全隐患的。