【详识JAVA语言】面向对象程序三大特性之三:多态

多态

多态的概念

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

多态实现条件 

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。

public class Animal { String name; int age;public Animal(String name, int age){ this.name = name; this.age = age; }public void eat(){ System.out.println(name + "吃饭"); }}public class Cat extends Animal{public Cat(String name, int age){ super(name, age); }@Override public void eat(){ System.out.println(name+"吃鱼~~~"); }}public class Dog extends Animal {public Dog(String name, int age){ super(name, age); }@Override public void eat(){ System.out.println(name+"吃骨头~~~"); }}///分割线//public class TestAnimal {// 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);}}运行结果: 元宝吃鱼~~~ 元宝正在睡觉 小七吃骨头~~~ 小七正在睡觉

在上述代码中, 分割线上方的代码是 类的实现者 编写的, 分割线下方的代码是 类的调用者 编写的. 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。

【方法重写的规则】

子类在重写父类的方法时,一般必须与父类方法原型一致: 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.

【重写和重载的区别】

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。

 

【重写的设计原则】

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。

向上转移和向下转型

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。

语法格式:父类类型 对象名 = new 子类类型()

Animal animal = new Cat("元宝",2);

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".equals(var) ){ return new Dog("狗狗",1); }else if("猫" .equals(var)){ return new Cat("猫猫", 1); }else{ return null; }}public static void main(String[] args) {Animal cat = new Cat("元宝",2); // 1. 直接赋值:子类对象赋值给父类对象 Dog dog = new Dog("小七", 1);eatFood(cat); eatFood(dog);Animal animal = buyAnimal("狗"); animal.eat();animal = buyAnimal("猫"); animal.eat();}}

向上转型的优点:让代码实现更简单灵活。

向上转型的缺陷:不能调用到子类特有的方法。

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。

public class TestAnimal {public static void main(String[] args) { Cat cat = new Cat("元宝",2); Dog dog = new Dog("小七", 1);// 向上转型 Animal animal = cat; animal.eat(); animal = dog; animal.eat();// 编译失败,编译时编译器将animal当成Animal对象处理 // 而Animal类中没有bark方法,因此编译失败 // animal.bark();// 向上转型 // 程序可以通过编程,但运行时抛出异常---因为:animal实际指向的是狗 // 现在要强制还原为猫,无法正常还原,运行时抛出:ClassCastException cat = (Cat)animal; cat.mew();// animal本来指向的就是狗,因此将animal还原为狗也是安全的 dog = (Dog)animal; dog.bark();}}

向下转型用的比较少,而且不安全,万一转换失败,运行时就会抛异常。Java中为了提高向下转型的安全性,引入了instanceof,如果该表达式为true,则可以安全转换。

public class TestAnimal {public static void main(String[] args) { Cat cat = new Cat("元宝",2); Dog dog = new Dog("小七", 1);// 向上转型 Animal animal = cat; animal.eat(); animal = dog; animal.eat();if(animal instanceof Cat){ cat = (Cat)animal; cat.mew(); }if(animal instanceof Dog){ dog = (Dog)animal; dog.bark(); }}}

 instanceof关键词官方介绍:https://docs.oracle.com/javase/specs/jls/se8/html/jls-15.html#jls-15.20.2

多态的优缺点

假设有如下代码:

class Shape { //属性....public void draw() { System.out.println("画图形!"); } } class Rect extends Shape{ @Override public void draw() { System.out.println("♦"); } } class Cycle extends Shape{ @Override public void draw() { System.out.println("●"); }} class Flower extends Shape{ @Override public void draw() { System.out.println("❀"); } }

【使用多态的好处】

1. 能够降低代码的 "圈复杂度", 避免使用大量的 if - else

什么叫 "圈复杂度" ?

圈复杂度是一种描述一段代码复杂程度的方式. 一段代码如果平铺直叙, 那么就比较简单容易理解. 而如 果有很多的条件分支或者循环语句, 就认为理解起来更复杂.

因此我们可以简单粗暴的计算一段代码中条件语句和循环语句出现的个数, 这个个数就称为 "圈复杂度". 如果一个方法的圈复杂度太高, 就需要考虑重构.

不同公司对于代码的圈复杂度的规范不一样. 一般不会超过 10 .

例如我们现在需要打印的不是一个形状了, 而是多个形状. 如果不基于多态, 实现代码如下:

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();}}}

如果使用使用多态, 则不必写这么多的 if - else 分支语句, 代码更简单.

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 {@Overridepublic 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, 改动成本更高.

多态缺陷:代码的运行效率降低。

1. 属性没有多态性

当父类和子类都有同名属性的时候,通过父类引用,只能引用父类自己的成员属性

2. 构造方法没有多态性

见如下代码~

避免在构造方法中调用重写的方法

一段有坑的代码. 我们创建两个类, B 是父类, D 是子类. D 中重写 func 方法. 并且在 B 的构造方法中调用 func

class B {public B() { // do nothing 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();}}// 执行结果 
D.func() 0

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. 如果具备多态性,num的值应该是1.

所以在构造函数内,尽量避免使用实例方法,除了final和private方法。

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.

本文来自互联网用户投稿,该文观点仅代表作者本人,不代表本站立场。本站仅提供信息存储空间服务,不拥有所有权,不承担相关法律责任。如若转载,请注明出处:http://www.mzph.cn/news/717673.shtml

如若内容造成侵权/违法违规/事实不符,请联系多彩编程网进行投诉反馈email:809451989@qq.com,一经查实,立即删除!

相关文章

循环队列与循环双端队列

文章目录 前言循环队列循环双端队列 前言 1、学习循环队列和循环双端队列能加深我们对队列的理解,提高我们的编程能力。 2、本文循环队列使用的是数组,循环双端队列用的是双向链表 3、题目连接:设计循环队列 ,设计循环双端队列。 …

【机器学习】有监督学习算法之:支持向量机

支持向量机 1、引言2、决策树2.1 定义2.2 原理2.3 实现方式2.4 算法公式2.5 代码示例 3、总结 1、引言 小屌丝:鱼哥,泡澡啊。 小鱼:不去 小屌丝:… 此话当真? 小鱼:此话不假 小屌丝:到底去还是…

什么是支持向量机(Support vector machine)和其原理

作为机器学习的基础算法,SVM被反复提及,西瓜书、wiki都能查到详细介绍,但是总是觉得还差那么点,于是决定自己总结一下。 一、什么是SVM? 1、解决什么问题? SVM,最原始的版本是用于最简单的线…

总结 HashTable, HashMap, ConcurrentHashMap 之间的区别

1.多线程环境使用哈希表 HashMap 不行,线程不安全 更靠谱的,Hashtable,在关键方法上加了synchronized 后来标准库又引入了一个更好的解决方案;ConcurrentHashMap 2.HashMap 首先HashMap本身线程不安全其次HashMap的key值可以为空(当key为空时,哈希会…

【Java数据结构】——五道算法题让你灵活运用Map和Set

目录 一.只出现一次的数字 二.宝石与石头 三.旧键盘 四.给定一个数组,统计每个元素出现的次数 五.前K个高频单词 一.只出现一次的数字 136. 只出现一次的数字 - 力扣(LeetCode) 算法原理:我们将nums中每个元素都存入到set中…

ASUS华硕天选5笔记本电脑FX607JV原装出厂Win11系统下载

ASUS TUF Gaming F16 FX607JV天选五原厂Windows11系统 适用型号: FX607JU、FX607JI、FX607JV、 FX607JIR、FX607JVR、FX607JUR 下载链接:https://pan.baidu.com/s/1l963wqxT0q1Idr98ACzynQ?pwd0d46 提取码:0d46 原厂系统自带所有驱动、…

python自动化学习--3.8python操作EXCEL文件python日志收集处理

1、Excel文件处理 安装 openpxl 第三方库 openpxl 模块三大组件: 1、工作簿 (包含多个sheet工作表) 2、工作表 (某个数据包含在某个工作表) 3、单元格 1、创建excel工作簿 import openpyxl"""Excel表格的创建…

GotoXy控制台光标的位置更新

光标控制解释 控制台的光标更新方法, 用于控制数据输出位置 void gotoXY(int x, int y)//新函数:更新光标 {COORD c;c.X x;c.Y y;SetConsoleCursorPosition(GetStdHandle(STD_OUTPUT_HANDLE), c); }代码解释 这段代码定义了一个名为 gotoXY 的函数,…

【Spring Boot】实现全局异常处理

1.定义基础异常接口类 /*** description: 服务接口类* author: MrVK* date: 2021/4/19 21:39*/ public interface BaseErrorInfoInterface {/*** 错误码* return*/String getResultCode();/*** 错误描述* return*/String getResultMsg(); } 2.定义错误处理枚举类 /*** desc…

小伙伴询问AI该怎么学习?本人的一点总结,以思维导图呈现

如有需要思维导图的在后台请留邮箱,相关知识结构目录 部分导图

nn.Linear() 使用提醒

原本以为它是和nn.Conv2d()一样,就看第二个维度的数值,今天才知道,它是只看最后一个维度的数值!!! 例子1 Descripttion: Result: Author: Philo Date: 2024-02-27 14:33:50 LastEditors: Philo LastEditT…

如何使用“Ubuntu 20.04桌面版,安装MariaDB数据库“?win10系统?

1、更新软件包 sudo apt update 2、 安装MariaDB服务器和客户端 sudo apt install mariadb-server mariadb-client 3、 查看MeriaDB是否运行 service mysql status :q"退回命令行状态 4、 设置MariaDB root用户的密码 sudo mysql_secure_installation 5、 MariaD…

斐波那契数列模型----三步问题

面试题 08.01. 三步问题 - 力扣(LeetCode) 1、状态表示: 题目要求:上到n阶台阶,有多少种方法。那么n逐渐简化,上1阶台阶有多少种方法;上2阶台阶有多少种方法……直到上n阶台阶有多少种方法。 …

代码随想录第45天|● 70. 爬楼梯 (进阶) ● 322. 零钱兑换 ● 279.完全平方数

文章目录 ● 70. 爬楼梯 (进阶)思路:- 排列 先value后weight代码: ● 322. 零钱兑换思路:代码 ● 279.完全平方数思路:代码 ● 70. 爬楼梯 (进阶) 思路:- 排列 先value后…

如何提升计算机性能

04 穿越功耗墙,我们该从哪些方面提升“性能”? 上一讲,在讲 CPU 的性能时,我们提到了这样一个公式: 程序的 CPU 执行时间 指令数CPIClock Cycle Time 这么来看,如果要提升计算机的性能,我们可以…

基于ZYNQ的PCIE高速数据采集卡的设计(一)

作为信息处理的第一步,数据采集的作用越来越重要。目前,数据采集已经在航 空、民用、军事、医疗等领域得到广泛应用。随着相关技术的不断发展,信号频率越 来高,带宽越来越大,使得数据采集技术逐渐向高速大数据的方向…

幻兽帕鲁专用服务器搭建之Linux部署配置教程

大家好我是飞飞,上一期我分享了Windows系统的幻兽帕鲁服务器搭建教程。因为幻兽帕鲁这游戏对服务器的配置有一定的要求,很多小伙伴就寻思用Linux系统搭建占用会不会小一点?有计算机基础的小伙伴都知道Linux系统和Windows系统相比,…

【Linux】实时查看服务器信息

查看服务器CPU使用率 使用命令mpstat 1。这里的1表示每隔1秒更新一次CPU使用率。如果系统未安装mpstat,可以通过安装sysstat包来获取它。 在基于Debian的系统(如Ubuntu)上,使用命令: sudo apt-get update sudo apt-…

考研复试类比社团招新,无所谓“公平”,导师选谁都是他的权力

这篇文章是抖音和b站上上传的同名视频的原文稿件,感兴趣的csdn用户可以关注我的抖音和b站账号(GeekPower极客力量)。同时这篇文章也为视频观众提供方便,可以更加冷静地分析和思考。文章同时在知乎发表。 我考研一战的时候计算机考…

【详识JAVA语言】面向对象程序三大特性之一:封装

封装的概念 面向对象程序三大特性:封装、继承、多态。而类和对象阶段,主要研究的就是封装特性。何为封装呢?简单来说 就是套壳屏蔽细节。 比如:对于电脑这样一个复杂的设备,提供给用户的就只是:开关机、通…