第4章：Java語言高級類特性2：多態(tài)性

時間：2018-07-21 作者：魏文應(yīng)

一沙峻、對象的多態(tài)性

public class Person {
    public void eat(){
        System.out.println("人吃飯");
    }
    public void animal(){
        System.out.println("人是一種動物");   
    }
}

public class Man extends Person{
    public void eat(){
        System.out.println("男人吃飯比較多！");
    }
    public void entertain(){
        System.out.println("男人請客。");
    }
}

public class TestPerson {
    public static void main(String[] args){
        Person p = new Man();
    }
}

看上面代碼志电，你會發(fā)現(xiàn)，一般我們是 Person p = new Person(); 去創(chuàng)建一個對象實例蛔趴，但這里使用的是 Person p = new Man(); 挑辆。這里，就使用了 對象的多態(tài)性。這樣鱼蝉，就可以使用子類中洒嗤，子類重寫的那些方法了。什么意思呢魁亦？看下面例子：

Person p = new Man();
p.eat();               // System.out.println("男人吃飯比較多渔隶！");

這時，使用父類 Person 的 引用p 洁奈，p指向 子類Man的一個對象實體间唉，p.eat() 實際執(zhí)行 的是 子類Man中的eat()方法，這就被叫做 虛擬方法調(diào)用 利术。下面調(diào)用是 錯誤的：

Person p = new Man();
p.entertain();       // 這樣使用是錯誤的呈野，不能使用entertain()方法

因為父類Person 并沒有entertain這個方法，這也說明了印叁，這種情況下被冒，如果要 使用子類的方法，只能使用子類中重寫父類的方法（比如轮蜕，Man中有eat()方法姆打，要使用Man中的eat()，父類Person也必須要有一個叫做eat()的方法）肠虽。下面調(diào)用是 正確的：

Person p = new Man();
p.animal();

雖然子類沒有 animal() 方法幔戏，但父類Person是有這個方法的，所以可以使用税课。直觀的表現(xiàn)就是：父類Person中的所有方法都可以使用闲延，也只能使用這些方法。只是有些方法被子類重寫了韩玩，執(zhí)行的時候垒玲，跑去執(zhí)行子類的方法去了。這里說的父類的所有方法找颓，包括父類從其它類繼承來的方法合愈。

子類對象的多態(tài)性使用的前提

其實上面講的那么多，實際上是和 程序有編譯狀態(tài)和運行狀態(tài) 有關(guān)击狮，對于下面語句：

Person p = new Man();

在使用 p 這個引用時佛析，編譯器 只會檢查 Person p 有哪些屬性和方法，它不管 new Man() 有哪些方法和屬性彪蓬，只要 Man 是 Person 的子類就行了寸莫。

要有類的繼承關(guān)系，比如上面的 Person 和 Man 就有繼承關(guān)系档冬。
要有子類對父類方法的重寫膘茎，比如上面的子類Man中桃纯，對父類Person eat() 方法的重寫（這不是必須的，但如果不這樣披坏，Person p = new Man(); 和 Person p = new Person (); 的效果就是一樣的了态坦，多態(tài)性的作用沒有很好的體現(xiàn)出來）。

多態(tài)性的用途

假設(shè)我們有下面三個類棒拂，三個類都有 eat() 方法：

public class Person {
    public void eat(){
        System.out.println("人吃飯");
    }
}

public class Man extends Person{
    public void eat(){
        System.out.println("男人吃飯比較多驮配！");
    }
}

public class Man extends Person{
    public void eat(){
        System.out.println("女人吃飯比較文雅！");
    }
}

public class TestPerson {
    public static void main(String[] args){
        TestPerson t = new TestPerson();
        Person m = new Man();
        t.eat(m);                          // 使用的是Man 類的eat()方法
        Person w = new Woman();
        t.eat(w);                          // 使用的是Woman 類的eat()方法
        Person p = new Person();
        t.eat(p);                          // 使用的是Person 類的eat()方法
    }

    public void eat(Person p){
        p.eat();
    }

    public void eat(Man m){
        m.eat();
    }

    public void eat(Woman w){
        w.eat();
    }
}

上面 TestPerson 類中的三個 eat() 方法之間構(gòu)成方法重載着茸。如果除了 Person、Man琐旁、Woman 涮阔，還有更多的方法需要去重載呢？這樣就會太多方法重載了灰殴，寫起來也很麻煩敬特。因此：

public class TestPerson {
    public static void main(String[] args){
        TestPerson t = new TestPerson();
        Person m = new Man();
        t.eat(m);                          // 使用的是Man 類的eat()方法
        Person w = new Woman();
        t.eat(w);                          // 使用的是Woman 類的eat()方法
        Person p = new Person();
        t.eat(p);                          // 使用的是Person 類的eat()方法
    }

    public void eat(Person p){
        p.eat();
    }
}

上面代碼中，只需 eat(Person p) 牺陶，就可以替代 eat(Man m)伟阔、eat(Person p)、eat(Woman w) 這三個方法掰伸。如果Person子類更多皱炉，替代的就越多。這樣就比較方便了狮鸭，這就是對象的多態(tài)性的用途之一合搅。

對象的多態(tài)性是對于方法來說的， 屬性是沒有多態(tài)性的歧蕉。比如下面示例：

public class Person{
    int id = 1001;
}

public class Man extends Person{
    int id = 1002;
}

public class TestPerson {
    public static void main(String[] args){
        Person p = new Man();
        System.out.println(p.id);       // 這時打印出的是1001灾部，是Person類的。
    }
}

說明惯退，屬性是沒有多態(tài)性的赌髓。

二、類的強制類型轉(zhuǎn)換：向下轉(zhuǎn)型

子類繼承父類的屬性和方法（雖然private屬性和方法子類無法直接使用）催跪，可以認為父類是子類的子集锁蠕。所以，下面這個懊蒸，子類賦值給父類匿沛，容量大的賦值給容量小的，稱為 向上轉(zhuǎn)型 ：

Person p = new Man();

容量小的賦值給容量大的榛鼎，稱為 向下轉(zhuǎn)型：

Person p = new Man();
Man m = (Man)p;     // 向下轉(zhuǎn)型
m.entertain();      // 子類非重寫的方法逃呼，也可以使用了鳖孤。

轉(zhuǎn)型時，我們要注意抡笼，創(chuàng)建的對象實體是否有相應(yīng)的方法：

public class Person {
}

public class Man extends Person{
}

public class Woman extends Person{
    public void shopping(){
        System.out.println("女人天生愛購物苏揣。");
    }
}

public class TestPerson {
    public static void main(String[] args){
        Person p = new Man();
        Woman w = (Woman)p;
        w.shopping();          // 這里執(zhí)行時會報錯，因為Man沒有shopping()方法推姻。
    }
}

執(zhí)行上面代碼時平匈，就會 拋出異常，因為 new Man() 時藏古，根本就沒有 shopping()方法 在方法區(qū)被創(chuàng)建增炭。編譯時語法沒有錯誤，運行時出錯了：

Exception in thread "main" java.lang.ClassCastException: my.wwy.java1.Man cannot be cast to my.wwy.java1.Woman
    at my.wwy.java1.TestPerson.main(TestPerson.java:33)

三拧晕、instanceof 關(guān)鍵字

格式：

對象  instanceof  類

比如：

Man m = new Man();

if(m instanceof Man){
    System.out.println("這是一個Man類");
}

這就是：判斷對象 m 是否是類Man 的一個實例隙姿。 是的話，返回true厂捞；不是的話输玷，返回flase。instanceof 判斷時靡馁，如果是父類欲鹏，也會返回true ：

public class Man extends Person{
}

Man m = new Man();

if(m instanceof Man){                         // 返回true
    System.out.println("這是一個Man類");
}

if(m instanceof Person){                     // 這個同樣返回true
    System.out.println("這是一個Person類");
}

上面的 m instanceof Man 和 m instanceof Person 判斷都返回 true 。想想也是臭墨，Man 繼承了 Person 赔嚎，也就繼承了Person 的方法和屬性，也算是 Person 類的一個實例胧弛。

四尽狠、Object 類及其 equals() 方法

equals() 方法在Object類中，其源代碼是這樣的：

public boolean equals(Object obj) {
    return (this == obj);
}

說明其輸入?yún)?shù)是 類的對象叶圃。比較的是兩個引用變量的 地址值 袄膏。比如下：

class Person{
}

Person p1 = new Person();
Person p2 = new Person();

System.out.println(p1.equals(p2));     // false柑肴， 比較了p1的值是否和p2值相等

上面的p1和p2值不一樣抢腐，返回false淤井。

String str1 = new String("AA");
String str2 = new String("AA");
System.out.println(str1 == str2);        // false
System.out.println(str1.equals(str2));   // true

上面的 String 類输瓜，重寫了Object類的 equals() 方法窃这，變成比較的是內(nèi)容是否一樣缘厢，而不是地址萝毛。

五楷力、String 類在內(nèi)存中存儲

String 類的內(nèi)容眉厨，是存儲在常量池中的：

String str1 = "AA";
String str2 = "AA";
String str3 = new String("AA");
System.out.println(str1 == str2);        // true
System.out.println(str1.equals(str2));   // true
System.out.println(str1 == str3);        // false
System.out.println(str1.equals(str3));   // true

string類在內(nèi)存中存儲

以 String str1 = "AA" 這種方式創(chuàng)建String對象時锌奴，引用變量 str1 直接保存的是常量池中的 AA 字符串的地址。如果以 String str3 = new String("AA") 方式new出來的String變量憾股，str3 保存了內(nèi)存堆的String地址鹿蜀，而內(nèi)存堆中同樣保存 "AA" 字符串在常量池中的位置箕慧，而不是直接在內(nèi)存堆中 new 出 String 字符串 “AA” 。如果 “AA” 被修改為 “AB” 呢茴恰？那么就重新指向處理池中的 “AB”颠焦。如果常量池沒有 “AB”，則常量池自動創(chuàng)建 “AB” 字符串往枣。

六伐庭、toString() 方法的使用

比如，我們有下面代碼：

class Person {
}

Person p1 = new Person();
System.out.println(p1.toString());     // my.wwy.java.Person@311e170c
System.out.println(p1);                // my.wwy.java.Person@311e170c

你發(fā)現(xiàn)上面打印的信息一樣分冈，打印的都是引用變量的值圾另，也就是 內(nèi)存地址值。toString() 方法在JDK中源代碼如下：

public String toString() {
    return getClass().getName() + "@" + Integer.toHexString(hashCode());
}

在我們的代碼中雕沉，在定義類時集乔，應(yīng)該顯式地 重寫 toString() 方法，使得調(diào)用toString()類時蘑秽，能夠 打印類的屬性信息 ：

public String toString(){
    return "Person: " + "name:" + name + ";" + "age:" + age;
}

當然，也可以使用 Eclipse 提供的箫攀，自動生成 toString() 方法肠牲。將光標放在需要創(chuàng)建 toString()方法的類的內(nèi)部，依次選擇 Source -> Generate toString() -> OK 即可：

自動生成toString()方法

自動生成的內(nèi)容靴跛，大致如下：

@Override
public String toString() {
    return "Person [name=" + name + ", age=" + age + "]";
}

這樣缀雳，當我們每次調(diào)用 toString() 方法時，返回的是 當前類的屬性信息梢睛，而不是引用變量的值：

public class Person {
    String name = new String("魏文應(yīng)");
    int age = 12;

    @Override
    public String toString() {
        return "Person [name=" + name + ", age=" + age + "]";
    }
}

public class TestToString {
    public static void main(String[] args) {
        Person p1 = new Person();
        System.out.println(p1.toString());     // Person [name=魏文應(yīng), age=12]
        System.out.println(p1);                // Person [name=魏文應(yīng), age=12]
    }
}

很多類都對Object類中的toString()方法進行了重寫肥印，比如String類、Data類绝葡、File類深碱、包裝類等。比如下面的String：

public class TestToString {
    public static void main(String[] args) {    
        String str = "AA";
        System.out.println(str.toString());  // 打印結(jié)果為：AA
    }
}

上面的 toString() 方法藏畅，是打印 str 對應(yīng)的字符串的值敷硅，而不是str保存的內(nèi)存地址值。下面是JDK的 String類中的toString() 方法源代碼：

public String toString() {
    return this;
}

?著作權(quán)歸作者所有,轉(zhuǎn)載或內(nèi)容合作請聯(lián)系作者

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