多态~11

多态的概念

通俗来说，就是多种形态，具体点就是去完成某个行为，当不同的对象去完成时会产生出不同的状态。

总的来说：同一件事情，发生在不同对象身上，就会产生不同的结果

多态实现的条件

多态的实现步骤

1.完成向上转型

2.完成方法的重写

3.通过父类的引用调用这个重写的方法（动态绑定）

在java中要实现多态，必须要满足如下几个条件，缺一不可：
1. 必须在继承体系下
2. 子类必须要对父类中方法进行重写
3. 通过父类的引用调用重写的方法

多态体现：在代码运行时，当传递不同类对象时，会调用对应类中的方法

// 编译器在编译代码时，并不知道要调用Dog 还是 Cat 中eat的方法 
// 等程序运行起来后，形参a引用的具体对象确定后，才知道调用那个方法 
// 注意：此处的形参类型必须时父类类型才可以

类的调用者
public class TestAnimal {

public static void eat(Animal a){
 a.eat(); 
}

public static void main(String[] args) { 
Cat cat = new Cat("元宝",2); 
Dog dog = new Dog("小七", 1); 
eat(cat); 
eat(dog); 
} 
}

当类的调用者在编写 eat 这个方法的时候, 参数类型为 Animal (父类), 
此时在该方法内部并不知道, 也不关注当前的a 引用指向的是哪个类型(哪个子类)的实例. 
此时 a这个引用调用 eat方法可能会有多种不同的表现(和 a 引用的实例相关), 
这种行为就称为 多态.

  

重写 

重写(override)：也称为覆盖。重写是子类对父类非静态、非private修饰，非final修饰，
非构造方法等的实现过程进行重新编写, 返回值和形参都不能改变。
即外壳不变，核心重写！重写的好处在于子类可以根据需要，定义特定于自己的行为。 
也就是说子类能够根据需要实现父类的方法。

重写规则

静态方法不能被重写的原因 

如果父类中含有一个静态方法，且在子类中也含有一个返回类型、方法名、参数列表均与之相同的静态方法，
那么该子类实际上只是将父类中的该同名方法进行了隐藏，而非重写。换句话说，父类和子类中含有的其实是
两个没有关系的方法，它们的行为也并不具有多态性

因此，通过一个指向子类对象的父类引用变量来调用父子同名的静态方法时，只会调用父类的静态方法。

子类在重写父类的方法时，一般必须与父类方法原型一致：
修饰符 返回值类型 方法名(参数列表) 要完全一致
被重写的方法返回值类型可以不同，但是必须是具有父子关系的

访问权限不能比父类中被重写的方法的访问权限更低。
例如：如果父类方法被public修饰，则子类中重写该方法就不能声明为 protected

父类被static、private修饰的方法、构造方法都不能被重写。

重写的方法, 可以使用 @Override 注解来显式指定. 有了这个注解能帮我们进行一些合法性校验. 
例如不小心将方法名字拼写错了 (比如写成 aet), 那么此时编译器就会发现父类中没有 aet 方法, 
就会编译报错, 提示无法构成重写.

重写与重载的区别

即：方法重载是一个类的多态性表现,而方法重写是子类与父类的一种多态性表现。

重写设计原则

对于已经投入使用的类，尽量不要进行修改。最好的方式是：
重新定义一个新的类，来重复利用其中共性的内容，并且添加或者改动新的内容。

例如：若干年前的手机，只能打电话，发短信，来电显示只能显示号码，而今天的手机在来电显示的时候，
不仅仅可以显示号码，还可以显示头像，地区等。在这个过程当中，我们不应该在原来老的类上进行修改，
因为原来的类，可能还在有用户使用，正确做法是：新建一个新手机的类，对来电显示这个方法重写就好了，
这样就达到了我们当今的需求了。

静态绑定：也称为前期绑定(早绑定)，即在编译时，根据用户所传递实参类型就确定了具体调用那个方法。
典型代表函数重载。

动态绑定：也称为后期绑定(晚绑定)，即在编译时，不能确定方法的行为，
需要等到程序运行时，才能够确定具体调用那个类的方法。

向上转型

向上转型：实际就是创建一个子类对象，将其当成父类对象来使用。
自动类型转换
语法格式：父类类型 对象名 = new 子类类型()

animal是父类类型，但可以引用一个子类对象，因为是从小范围向大范围的转换。

 使用场景

1. 直接赋值
2. 方法传参
3. 方法返回

public class TestAnimal { 
// 2. 方法传参：形参为父类型引用，可以接收任意子类的对象

public static void eatFood(Animal a){ 
a.eat(); 
}

// 3. 作返回值：返回任意子类对象
public static Animal buyAnimal(String var){ 
if("狗" == var){ 
return new Dog("狗狗",1); 
}else if("猫" == var){ 
return new Cat("猫猫", 1); 
}else{ 
return null; 
} 
}

 

通过传参实现向上转型 

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返回一个对象时初始化的参数是成员变量

创建一个animal引用去使用test方法返回一个Animal对象赋给wzj

final修饰的方法不能被重写 

 向下转型

将一个子类对象经过向上转型之后当成父类方法使用，再无法调用子类的方法，
但有时候可能需要调用子类特有的方法，
此时：将父类引用再还原为子类对象即可，即向下转换

 

 

 

 多态的优缺点

1. 能够降低代码的 "圈复杂度", 避免使用大量的 if - else

 用if-else时

public static void drawShapes() { 
Rect rect = new Rect(); 
Cycle cycle = new Cycle(); 
Flower flower = new Flower(); 
String[] shapes = {"cycle", "rect", "cycle", "rect", "flower"}; 
for (String shape : shapes) { 
if (shape.equals("cycle")) {
cycle.draw(); 
} else if (shape.equals("rect")) { 
rect.draw(); 
} else if (shape.equals("flower")) { 
flower.draw(); } 
} 
}

 使用多态时

public static void drawShapes() { 
// 我们创建了一个 Shape 对象的数组. 
Shape[] shapes = {new Cycle(), new Rect(), new Cycle(), new Rect(), new Flower()}; 
for (Shape shape : shapes) { 
shape.draw(); 
} 
}

2. 可扩展能力更强
如果要新增一种新的形状, 使用多态的方式代码改动成本也比较低.

class Triangle extends Shape { 
@Override
public void draw() { 
System.out.println("△"); 
} 
}
对于类的调用者来说(drawShapes方法), 只要创建一个新类的实例就可以了, 改动成本很低.
而对于不用多态的情况, 就要把 drawShapes 中的 if - else 进行一定的修改, 改动成本高

避免在构造方法中调用重写的方法

class B {
public B() { 
func(); 
}
public void func() { 
System.out.println("B.func()"); 
} 
}

class D extends B {
private int num = 1; 
@Override
public void func() { 
System.out.println("D.func() " + num); 
} 
}

public class Test {
public static void main(String[] args) {
D d = new D();
} 
}

构造 D 对象的同时, 会调用 B 的构造方法.
B 的构造方法中调用了 func 方法, 此时会触发动态绑定, 会调用到 D 中的 func
此时 D 对象自身还没有构造, 此时 num 处在未初始化的状态, 值为 0

结论: 
"用尽量简单的方式使对象进入可工作状态", 尽量不要在构造器中调用方法
(如果这个方法被子类重写, 就会触发动态绑定, 但是此时子类对象还没构造完成), 
可能会出现一些隐藏的但是又极难发现的问题