Java三大特性——多态

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现实生活是多姿多态,但是它也是一片混乱的。那么,能不能在这个混乱中找到共性了。在Java中,提供了封装,将不同的东西划分开来,成为一个一个的类。还有继承,让有关联的类产生了联系,形成了一颗颗类树。这样已经形成了一条条的逻辑。但是每个树的末级节点是很多的,有时候在程序运行的时候,是需要切换不同子类,那么有没有办法用一个变量代替不同的末级节点?

多态

在Java中,提供了除封装和继承以外的第三种特性:多态。字面意思上,多种状态。在Java中,这个状态,个人认为可以指的是不同的类以及类中的方法。用稍微专业点的描述:用一个引用变量可以代替执行多个子类的方法。具体执行那个子类的方法,是在运行期间决定。

多态的实现

想要实现多态,必须满足三个条件:继承,重写,向上转型。
继承案例:

public class Animal {
    private String name;

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

    public void eat(){
        System.out.println("动物需要吃食物");
    }

}

public class Cow extends Animal {
    public Cow() {
    }

    @Override
    public void eat() {
        super.eat();
        System.out.println("牛主要吃青草。");
    }
}

public class Bird extends Animal{
    public Bird() {
    }

    @Override
    public void eat() {
        super.eat();
        System.out.println("鸟主要吃虫子。");
    }
    
    public void fly(){
        System.out.println("鸟可以飞。");
    }
}

public class ExtendTest {
    public static void main(String[] args) {
        Animal bird = new Bird();
        Animal cow = new Cow();
        bird.setName("鸟");
        bird.eat();
        // bird.fly(); 子类独有的方法不可以调取
        cow.eat();
    }
}

输出

动物需要吃食物
鸟主要吃虫子。
动物需要吃食物
牛主要吃青草。

通过案例我们可以看到,多态只能调用子类重写父类的方法,对于子类独有的方法是不可以调取的。但是我们可以把Bird类稍微修改一下:

@Override
    public void eat() {
        super.eat();
        System.out.println("鸟主要吃虫子。");
        this.fly();
    }

输出:

动物需要吃食物
鸟主要吃虫子。
鸟可以飞。

这样间接调用子类的独有方法是可以的。那这可以推论出什么了?有待思考。
通过实现接口也是可以实现多态,并且因为Java中支持一个类实现多个接口,相对于继承来说,会更加灵活。比如:Map hashMap = new HashMap.

总结

多态的实现条件:必须有继承类或者实现接口,重写父类方法,以及向上转型。
多态调用成员属性和方法:范围是由超类的成员属性和方法决定的,对于引用子类,只有重写了父类的方法的时候,会强制执行子类的重写方法。这个是针对继承实现的多态,对于实现接口实现的多态,因为接口一般是没有成员属性,并且所有方法都是抽象方法,所以都是调用引用子类。

经典案例
可以先自己猜下结果。

public class A {
    public String show(D obj){
        return "A and D";
    }

    public String show(A obj){
        return "A and A";
    }
}

class B extends A{
    public String show(B obj){
        return "B and B";
    }

    public String show(C obj){
        return "B and C";
    }
}

class  C extends B{

}

class D extends B{

}

class test{
    public static void main(String[] args) {
        A a1 = new A();
        A a2 = new B();
        B b = new B();
        C c = new C();
        D d = new D();
        System.out.println("1--" + a1.show(b));
        System.out.println("2--" + a1.show(c));
        System.out.println("3--" + a1.show(d));
        System.out.println("4--" + a2.show(b));
        System.out.println("5--" + a2.show(c));
        System.out.println("6--" + a2.show(d));
        System.out.println("7--" + b.show(b));
        System.out.println("8--" + b.show(c));
        System.out.println("9--" + b.show(d));
    }
}

如果上面程序理解了的话,可以尝试得出下面程序会输出什么结果。

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println(new B(5).getValue());
    }

    static class A{
        protected int value;
        public A(int v){
            setValue(v);
        }

        public void setValue(int value){
            this.value = value;
        }

        public int getValue(){
            try {
                value++;
                return value;
            } finally {
                this.setValue(value);
                System.out.println(value);
            }
        }
    }

    static class B extends A{

        public B(int v) {
            super(v);
            setValue(getValue() - 3);
        }
        public void setValue(int value){
            super.setValue(2 * value);
        }
    }

}
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