Java面向对象(04)--多态

多态是同一个行为具有多个不同表现形式或形态的能力。

多态就是同一个接口，使用不同的实例而执行不同操作，如图所示：

多态性是对象多种表现形式的体现。

多态的优点

• 消除类型之间的耦合关系
• 可替换性
• 可扩充性
• 接口性
• 灵活性
• 简化性

多态存在的三个必要条件

• 继承
• 重写
• 父类引用指向子类对象

比如：

Parent p = new Child();

当使用多态方式调用方法时，首先检查父类中是否有该方法，如果没有，则编译错误；如果有，再去调用子类的同名方法。

多态的好处：可以使程序有良好的扩展，并可以对所有类的对象进行通用处理。

多态实例

实例1

Person.java

package oop.demo06;

public class Person {
    public void run(){
        System.out.println("Person run!");
    }
}

Student.java

package oop.demo06;

public class Student extends Person {
    public void run(){
        super.run();
        System.out.println("Student run!");
    }

    public void eat(){
        System.out.println("Student eat!");
    }
}

Application.java

package oop;


import oop.demo06.Person;
import oop.demo06.Student;

// 一个项目应该只存有一个main方法
public class Application {
    public static void main(String[] args) {
        // 一个对象的实际类型是确定的
        // new Student();
        // new Person();

        // 可以指向的引用类型就不确定了：父类的引用指向子类

        // Student 能调用的方法都是自己的或者继承父类的
        Student s1 = new Student();

        // Person 父类型，可以指向子类，但是不能调用子类独有的方法
        Person s2 = new Student();

        Object s3 = new Student();

        // 对象能执行哪些方法，主要看对象左边的类型，和右边关系不大
        s1.run();
        s2.run();

        s1.eat();
        // s2.eat(); 报错
        ((Student) s2).eat();
    }
}

实例2

Test.java

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
      show(new Cat());  // 以 Cat 对象调用 show 方法
      show(new Dog());  // 以 Dog 对象调用 show 方法
                
      Animal a = new Cat();  // 向上转型  
      a.eat();               // 调用的是 Cat 的 eat
      Cat c = (Cat)a;        // 向下转型  
      c.work();        // 调用的是 Cat 的 work
  }  
            
    public static void show(Animal a)  {
      a.eat();  
        // 类型判断
        if (a instanceof Cat)  {  // 猫做的事情 
            Cat c = (Cat)a;  
            c.work();  
        } else if (a instanceof Dog) { // 狗做的事情 
            Dog c = (Dog)a;  
            c.work();  
        }  
    }  
}
 
abstract class Animal {  
    abstract void eat();  
}  
  
class Cat extends Animal {  
    public void eat() {  
        System.out.println("吃鱼");  
    }  
    public void work() {  
        System.out.println("抓老鼠");  
    }  
}  
  
class Dog extends Animal {  
    public void eat() {  
        System.out.println("吃骨头");  
    }  
    public void work() {  
        System.out.println("看家");  
    }  
}

虚函数

案例

虚函数的存在是为了多态。

Java 中其实没有虚函数的概念，它的普通函数就相当于 C++ 的虚函数，动态绑定是Java的默认行为。如果 Java 中不希望某个函数具有虚函数特性，可以加上 final 关键字变成非虚函数。

Employee.java

package oop.demo07;

public class Employee {
    private String name;
    private String address;
    private int number;

    public Employee(String name, String address, int number){
        System.out.println("Employee 构造函数");
        this.name = name;
        this.address = address;
        this.number = number;
    }

    public void mailCheck(){
        System.out.println("邮寄支票给: " + this.name + " " + this.address);
    }

    public String toString(){
        return name + " " + address + " " + number;
    }

    public String getName(){
        return name;
    }

    public String getAddress(){
        return address;
    }

    public void setAddress(String address){
        this.address = address;
    }

    public int getNumber(){
        return this.number;
    }
}

Salary.java

package oop.demo07;

public class Salary extends Employee {
    private double salary;  // 全年工资

    public Salary(String name, String address, int number, double salary) {
        super(name, address, number);
        setSalary(salary);
    }

    public void mailCheck() {
        System.out.println("Salary 类的 mailCheck 方法 ");
        System.out.println("邮寄支票给：" + getName()
                + " ，工资为：" + salary);
    }

    public double getSalary() {
        return salary;
    }

    public void setSalary(double newSalary) {
        if (newSalary >= 0.0) {
            salary = newSalary;
        }
    }

    public double computePay() {
        System.out.println("计算工资，付给：" + getName());
        return salary / 52;
    }
}

VirtualDemo.java

package oop.demo07;

public class VirtualDemo {
    public static void main(String[] args) {
        Salary s = new Salary("panky", "dongguan", 3, 150000.00);
        Employee e = new Salary("suki", "sz", 2, 8000.00);
        System.out.println("使用 Salary 的引用调用 mailCheck -- ");
        s.mailCheck();
        System.out.println("\n使用 Employee 的引用调用 mailCheck--");
        e.mailCheck();
    }
}

案例解析

• 实例中，实例化了两个 Salary 对象：一个使用 Salary 引用 s，另一个使用 Employee 引用 e。
• 当调用s.mailCheck()时，编译器在编译时会在 Salary 类中找到 mailCheck()，执行过程 JVM 就调用 Salary 类的 mailCheck()。
• e 是 Employee 的引用，但引用 e 最终运行的是Salary类的 mailCheck() 方法。
• 在编译的时候，编译器使用 Employee 类中的 mailCheck() 方法验证该语句， 但是在运行的时候，Java虚拟机(JVM)调用的是 Salary 类中的 mailCheck() 方法。

以上整个过程被称为虚拟方法调用，该方法被称为虚拟方法。

Java中所有的方法都能以这种方式表现，因此，重写的方法能在运行时调用，不管编译的时候源代码中引用变量是什么数据类型。

多态的实现方式

• 重写
• 接口
  • 生活中的接口最具代表性的就是插座，例如一个三接头的插头都能接在三孔插座中，因为这个是每个国家都有各自规定的接口规则，有可能到国外就不行，那是因为国外自己定义的接口类型。
  • java中的接口类似于生活中的接口，就是一些方法特征的集合，但没有方法的实现。
• 抽象类和抽象方法