java基础知识——16.多态

Posted 2023-04-01 L纸鸢

这篇文章，我们来介绍一下java的多态

目录

1.多态概述

2.多态调用成员的特点

3.多态的优势与弊端

4.instanceof 关键字

5.小结

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1.多态概述

我们先来回顾一下前面的知识

利用封装，我们可以将一些零散变量和方法包装起来，这样要用时就直接利用对象来调用里面的变量和方法。而当我们的对象原来越多的时候，有些代码就会重复，所以，我们将这些重复的代码提取出来，封装成一个类，叫做父类，然后其余的类继承它，这就是继承。

那什么时候用到多态呢？

我们可以思考下面这样的一个场景。我们有一个学生管理系统，里面有老师，学生，管理员三种类型的User；我们有一个注册功能，就是一个方法，我们需要给这个方法传一个参数，请问，传什么参数？？老师？那只能实现老师注册；学生？那也只能实现学生注册；有人说，我们可以写三个方法啊，麻烦吗？很麻烦。那如果我再增加一个角色：辅导员，你是不是也要写一个辅导员的方法？很显然，这是不现实的。

怎么办呢？用多态！就是创建这些User类型的共同父类，这样不管来什么对象都可以接收。

什么是多态？

同种类型的对象，表现出的不同形态

解释：

对象，我们知道，new出来的；表现形态，就是引用，不同的表现形态，就是不同的引用；也就是说同一种的对象，它可以赋值给不同的引用

多态的表现形式：

父类类型 对象名称 = new 子类对象；

多态的前提：

1. 有继承或实现关系
2. 有父类引用指向子类对象 （Fu f = new Zi() ）
3. 有方法的重写

多态的好处：

1. 使用父类型作为参数可以接收所有子类对象
2. 体现多态的扩展性和遍历

说点题外话：

1. 什么是引用？就单纯的面对对象而已，引用就是你的对象名，对，对象名仅仅是个引用，实体是你new出来的对象。对象名只是方便对对象的引用
2. 什么是对象？new出来的东西
3. 那多态到底咋用？其实说白了，就是给你的对象换一个类型的名称而已，只不过换的时候有些要求（即多态的前提），但是它实质是还是你new出来的那个对象，因为它堆内存中存的还是你new出来的对象，我们不管它是啥类型，我们只管它的本质是啥

2.多态调用成员的特点

下面，我们来看一下java中多态调用成员的特点

口诀：

变量调用：编译看左边，运行也看左边

方法调用：编译看左边，运行看右边

下面，我们根据代码来看一下：

具体的分析在上面的注释中都写了。

其实还是要理解继承。继承是子类继承了父类的方法和成员，意思就是父类中有的子类中也有（不考虑权限修饰符），而我们调用出来的时候，是怎么区分的呢？根据引用的类型来区分的。同理，前面讲继承的时候也说过，子类重写父类的方法会覆盖掉父类原有的方法（在虚方法表中），这样一想，就更好的理解多态的调用了。

3.多态的优势与弊端

 多态的优势：

1. 在多态形式下，右边对象可以实现解耦合，便于扩展和维护
2. 定义方法的时候，使用父类型作为参数，可以接收所有子类对象，体现多态的扩展性与便利

对1的解释：

    Person p = new Student();
    p.work; //业务逻辑发生改变时，后续代码无需修改

现在我们的代码是这个，第二天，我想让老师工作，那就只需要把 new Student( )改为 new Teacher( )就行，其余的无需修改。但是，如果你写的是Student s = new Student（），那么你后面就需要修改很多处，因为后面的所有对象都是Student类型的，也只能调用Student的方法。

对2的解释：

看一下代码：

如果不想用Object也行，那就写8个方法，对应8中类型吧

多态的弊端：不能使用子类中特有的功能

如下图所示：

解决方案：类型转换

如下图所示：

引用数据类型的类型转换的方式：自动类型转换，强制类型转换

强转解决的问题：

1. 可以转换为真正的子类类型，从而调用子类独有的功能
2. 转换类型和真实对象类型不一致会报错
3. 转换的时候用 instanceof 关键字进行判断

4.instanceof 关键字

instanceof 是 Java 的保留关键字。它的作用是测试它左边的对象是否是它右边的类的实例，返回 boolean 的数据类型。

instanceof
instanceof是Java中的二元运算符，左边是对象，右边是类；当对象是右边类或子类所创建对象时，返回true；否则，返回false。

这里说明下：

1. 类的实例包含本身的实例，以及所有直接或间接子类的实例
2. instanceof左边显式声明的类型与右边操作元必须是同种类或存在继承关系，也就是说需要位于同一个继承树，否则会编译错误

instanceof用法

1.左边的对象实例不能是基础数据类型

2.左边的对象实例和右边的类不在同一个继承树上 

3. null用instanceof跟任何类型比较时都是false 

代码示例：

public interface A 


public class B implements A



public class C extends B

 测试代码示例：

public class InstanceofTest3 

    public static void main(String[] args) 
        A a = null;
        B b = null;
        boolean result;
        result = a instanceof A;
        System.out.println(result); // 结果：false null用instanceof跟任何类型比较时都是false
        result = b instanceof B;
        System.out.println(result); // 结果：false null用instanceof跟任何类型比较时都是false


        a = new B();
        b = new B();
        result = a instanceof A;
        System.out.println(result); // 结果：true a是接口A的实例对象引用指向子类类B，类B实现了接口A，所以属于同一个继承树分支
        result = a instanceof B;
        System.out.println(result); // 结果：true a是接口A的实例对象引用指向子类类B，类B实现了接口A，所以属于同一个继承树分支
        result = b instanceof A;
        System.out.println(result);// 结果：true b是类B的实例对象，类B实现了接口A，所以属于同一个继承树分支
        result = b instanceof B;
        System.out.println(result);// 结果：true b是类B的实例对象，类B实现了接口A，所以属于同一个继承树分支


        B b2 = new C();
        result = b2 instanceof A;
        System.out.println(result); // 结果：true b2是父类B引用指向子类C，类B实现了接口A，所以属于同一个继承树分支
        result = b2 instanceof B;
        System.out.println(result); // 结果：true b2是父类B引用指向子类C，所以属于同一个继承树分支
        result = b2 instanceof C;
        System.out.println(result); // 结果：true b2是父类B引用指向子类C，所以属于同一个继承树分支
    

instanceof应用场景

instanceof一般用于对象类型强制转换

public class C extends B 

    private void print(Object a) 
        System.out.println(a+" instanceof");
    

    public void convert(String b) 

        if (b instanceof Object) 
            this.print(b);
        
    

public class InstanceofTest4 

    public static void main(String[] args) 
        C c = new C();
        c.convert("aa");
    

输出结果： 

aa instanceof

5.小结

这篇文章，我们主要介绍了多态，一句话：父类引用指向子类对象。话很短，但包含的信息很多，要理解。除了多态，我们还介绍了一下java中的 instanceof 关键字，也是很简单的用法。

[Java基础]多态基础

多态: