Java類的三大特性之一:多態

1.Java中的多態

多態是指對象的多種形態,主要包括這兩種:

1.1引用多態

a.父類的引用可以指向本類的對象

b.父類的引用可以指向子類的對象

舉個例子:父類Anmail,子類Dog,可以使用父類Anmail來創建父類或者子類的對象,但是子類無法創建父類的對象

 1 //父類
 2 public class Animal {
 3 
 4 }
 5 
 6 //子類
 7 public class Dog extends Animal {
 8 
 9 
10 }
11 
12 //測試類,創建子類對象
13 public class testDog {
14     public static void main(String[] args) {
15         //引用多態a.父類的引用指向本類的對象
16         Animal obj1 = new Animal();
17         //引用多態b.父類的引用指向子類的對象
18         Animal obj2 = new Dog();
19         //引用多態,子類的引用不能指向父類的對象,下面是錯誤的
20         //Dog obj3 = new Animal();
21     }
22 
23 }

1.2方法多態

a.創建本類對像時,調用的方法爲本類方法

b.創建子類對像時,調用的方法爲子類重寫的方法或者繼承的方法

c.如果創建子類對象時,不能調用在子類中新寫的方法

 1 //父類
 2 public class Animal {
 3     public void eat(){
 4         System.out.println("動物具有吃的能力!");
 5     }
 6 
 7 }
 8 
 9 //子類
10 public class Dog extends Animal {
11     public void eat(){
12         System.out.println("狗是吃肉的!");
13     }
14 
15     public void watchDoor(){
16         System.out.println("狗具有看門的能力!");
17     }
18 
19 }
20 
21 
22 //子類
23 public class Cat extends Animal {
24 
25 }
26 
27 //測試類,創建子類對象
28 public class testDog {
29     public static void main(String[] args) {
30         //引用多態a.父類的引用指向本類的對象
31         Animal obj1 = new Animal();
32         //引用多態b.父類的引用指向子類的對象
33         Animal obj2 = new Dog();
34         //引用多態,子類的引用不能指向父類的對象,下面是錯誤的
35         //Dog obj3 = new Animal();
36         Animal obj3 = new Cat();
37 
38         obj1.eat();  //調用的是父類的方法
39         obj2.eat();  //調用的是子類重寫的方法
40         obj3.eat();  //調用子類繼承的方法
41         //obj2.watchDoor(); //父類中不存在,則子類沒有繼承到這個方法,則無法調用
42     }
43 
44 }

2.多態中的引用類型轉換

1.向上類型轉換(隱式/自動類型轉換),是小類型到大類型的轉換

2.向下類型轉換(強制類型轉換),是大類型到小類型的轉換

3.instanceof運算符,用來解決引用對象的類型,避免類型轉換的安全性問題

下面是一個例子,只放測試類,子類和父類跟上面是一樣的

 1 //測試類
 2 public class testDog {
 3     public static void main(String[] args) {
 4         Dog dog = new Dog();
 5         Animal animal = dog; //自動類型提升 向上類型轉換,這種操作是沒有問題的
 6         //Dog dog2 = animal; //向下類型轉換,出現了問題,不錯誤
 7         //上面是錯誤的,下面是強制做類型轉換,
 8         Dog dog2 = (Dog) animal;//向下類型轉換 強制類型轉換
 9         //強制類型轉換容易出現問題,可以用下面的最佳方法進行轉換
10         if (animal instanceof Dog){
11             Dog dog3 = (Dog) animal;
12         }else {
13             System.out.println("無法進行強制類型轉換");
14         }
15     }
16 }

instanceof通過返回一個布爾值來指出,這個對象是否是這個特定類或者是它的子類的一個實例。

3.Java中的抽象類

3.1語法定義

在一個類前面使用abstract關鍵字修飾,則該類爲抽象類

3.2應用場景

a.在某些情況下,抽象類是約束子類必須要有哪些方法,但是卻不要求是怎麼實現的

b.從多個具有相同特徵的類中抽象出一個抽象類,以這個抽象類作爲子類的模板,從而避免了子類設計的隨意性。

3.3作用

限制規定子類必須實現某些方法,但不關注實現細節

抽象的意義在於:將方法的設計和實現分離了

3.4使用規則

a.abstract定義抽象類

b.abstract定義抽象方法,只有聲明,不需要實現

c.包含抽象方法的類是抽象類

d.抽象類不能直接創建,可以定義引用變量

 1 public abstract class Telphone {
 2     //父類抽象類定義了兩個方法,子類要來實現這兩個方法
 3     //下面是兩個抽象類,注意定義的方法,不用寫大括號
 4     public abstract void call();
 5     public abstract void message();
 6 
 7 }
 8 
 9 public class CellPhone extends Telphone {
10     子類實現抽象類中規定要實現的方法
11     @Override
12     public void call() {
13         System.out.println("通過鍵盤打電話");
14     }
15 
16     @Override
17     public void message() {
18         System.out.println("通過鍵盤發短信");
19     }
20 }

4.Java中的接口

4.1接口概念

類是具體實現某一些功能的集合,而接口定義了某一批類所要遵守的規範,而不關心這些數據。

在大型項目中,設計人員只需要在接口中設計好什麼方法返回什麼值,剩下的就需要程序員利用類來實現這些方法了。

4.2語法格式

[修飾符] interface 接口名 [extends 父接口1,父接口2……]{
零到多個常量定義……
零個到多個抽象方法的定義……
}

4.3接口定義

修飾符:因爲接口是設計好要用來繼承和實現的,所以修飾符用public,不能使用private和protected。

abstract:接口也是抽象的,跟抽象類一樣,要實現這裏定義的方法,所有要添加abstract,但是一般系統會默認添加,所有不用重複寫了

繼承:一個接口可以繼承多個父接口,這是一個需要注意的地方

定義:接口裏面只需要定義常量或者抽象方法

interface:和類定義不同,定義接口不再使用class關鍵字,要換成interface關鍵字

常量:接口中的屬性是常量,即使定義時不添加public static final修飾符,系統也會自動加上

方法:接口的方法只能是抽象方法,總是被使用,即使定義時不添加public abstract修飾符,系統也會自動添加上。

4.4實現接口

一個類可以實現一個或者多個類,實現接口使用implements關鍵字。java中一個類只能繼承一個父類,是不夠靈活的,但是通過實現多個接口可以做補充

繼承父類實現接口的語法爲:

[修飾符] class 類名 extends 父類 implements 接口1,接口2……
{
類體部分 //如果繼承了抽象類,需要實現繼承的抽象方法;要實現接口中的抽象方法
}

如果要繼承父類,繼承父類必須在實現接口之前,即extends和implements不能調換

4.5例子

以下例子,我們在上面的例子上添加了一個IPlayGame接口,接口前面一般都用I標識,方便區分。然後分別在一個Psp類中實現了接口中的方法,也在一個繼承了父類的子類中實現了接口的方法,需要注意創建接口引用對象的方法

 1 //定義一個接口,設計了一個方法
 2 public interface IPlayGame { //省略了abstract關鍵字
 3     public void playGame(); //省略了abstract關鍵字
 4 }
 5 
 6 
 7 //定義了一個抽象類
 8 public abstract class Telphone {
 9     //下面是兩個抽象類,注意定義的方法,不用寫大括號
10     public abstract void call();
11     public abstract void message();
12 
13 }
14 
15 
16 //實現抽象類的類
17 public class CellPhone extends Telphone {
18     @Override
19     public void call() {
20         System.out.println("通過鍵盤打電話");
21     }
22 
23     @Override
24     public void message() {
25         System.out.println("通過鍵盤發短信");
26     }
27 }
28 
29 
30 
31 //PSP單獨一個類實現IplayGame接口
32 public class Psp implements IPlayGame {
33     @Override
34     public void playGame() {
35         System.out.println("具有了玩遊戲的功能");
36     }
37 }
38 
39 
40 //實現Telphone類,並實現IPlayGame接口
41 public class SmartPhone extends Telphone implements IPlayGame{
42     @Override
43     public void call() {
44         System.out.println("通過語音打電話");
45     }
46 
47     @Override
48     public void message() {
49         System.out.println("通過語音發短信");
50     }
51 
52     //實現IPlayGame接口
53     @Override
54     public void playGame() {
55         System.out.println("智能手機具有玩遊戲的功能");
56     }
57 }

4.6另一種使用接口使用方法

使用接口:

接口在使用過程當中,還經常與匿名內部類配合使用

匿名內部類就是沒有名字的內部類,多用於關注實現而不關注實現類的名稱

語法格式

直接new一個接口,並在這個new裏面實現這個方法

Interface i = new Interface(){
    public void method(){
        System.out.println("匿名內部類實現接口的方法");
    }
}

在4.5裏的例子上修改:

 1 public class intail {
 2     public static void main(String[] args) {
 3 
 4         //接口引用 一個 實現了接口的對象
 5         IPlayGame ip1 = new SmartPhone();
 6         ip1.playGame(); //調用方法
 7         IPlayGame ip2 = new Psp();
 8         ip2.playGame();
 9 
10 
11         //使用匿名內部類實現接口,方法1
12         IPlayGame ip3 = new IPlayGame() {
13             @Override
14             public void playGame() {
15                 System.out.println("使用匿名內部類的方法接口111");
16             }
17         };
18         ip3.playGame();
19 
20 
21         //也可以直接new來用匿名內部類實現接口,方法2
22         new IPlayGame(){
23             public void playGame(){
24                 System.out.println("使用匿名內部類的方法接口222");
25             }
26         }.playGame();
27     }
28 }
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