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Java ---多态

news 2025/7/8 10:56:02

（一）定义

官方：多态是同一个行为具有多个不同表现形式或形态的能力。多态就是同一个接口，使用不同的实例而执行不同操作。

生活中的多态，如图所示：

多态性是对象多种表现形式的体现。

现实中，比如我们想做榨果汁这个动作：

如果用的是橙子，就会榨出橙汁；
如果用的是西瓜，就会榨出西瓜汁；
如果用的是蜜柚，就会榨出蜜柚汁；（有一说一，椰汁真的好喝）
简言之，多态：同一个事件发生在不同的对象上会产生不同的结果。

（二）多态的好处（为什么需要多态）&怎么实现多态

1.好处（意义）

消除类型之间的耦合关系
可替换性
可扩充性
接口性
灵活性
简化性

简言之，多态使得代码的编写更灵活，功能更强大。更专业的答案是：可以实现虚方法的动态绑定

2.多态的实现方式

① 重写：
② 接口：生活中的接口最具代表性的就是插座，例如一个三接头的插头都能接在三孔插座中，因为这个是每个国家都有各自规定的接口规则，有可能到国外就不行，那是因为国外自己定义的接口类型。java中的接口类似于生活中的接口，就是一些方法特征的集合，但没有方法的实现。
③ 抽象类和抽象方法：

3.多态的用处

有时候，我们在设计一个数组、或一个成员变量、或一个方法的形参、返回值类型时，无法确定它具体的类型，只能确定它是某个系列的类型。

具体：

① 声明变量是父类类型，变量赋值子类对象

方法的形参是父类类型，调用方法的实参是子类对象
实例变量声明父类类型，实际存储的是子类对象

② 数组元素是父类类型，元素对象是子类对象

③ 方法返回值类型声明为父类类型，实际返回的是子类对象

（三）多态现象发生的前提

（1）继承
（2）有多态引用
父类类型变量 = 子类的对象;
变形：
A：父类的类型[] 数组名 = new 父类的类型[长度];
       数组名[下标] = 子类的对象;
   B：形参的类型是父类的类型，实参是子类的对象
C：方法的返回值类型是父类的类型，返回的实际结果是子类的对象
D：某个成员变量声明的是父类的类型，实际接收的是子类对象
总结：父类类型的变量/元素中存储了子类的对象（子类对象的首地址）
（3）通过多态引用的父类类型的变量/元素“调用虚方法”（虚方法：可以被子类“重写”的方法）。

如果通过多态引用的父类类型的变量/元素调用的是非虚方法，或者是成员变量，那么不用考虑多态的问题，只看变量/元素的“编译时类型”。

具体代码：

public class CShape {//当使用多态方式调用方法时，首先检查父类中是否有该方法，如果没有，则编译错误；如果有，再去调用子类的同名方法。//多态的好处：可以使程序有良好的扩展，并可以对所有类的对象进行通用处理。void draw(){System.out.println("画形状");}}
class Circle extends CShape {//void draw(){System.out.println("画圆形");}}
class Square extends CShape {//void draw(){System.out.println("画矩形");}}class Trapezoid extends CShape {//void draw(){System.out.println("画梯形");}}public class TestCC {public static void main(String args[]){CShape shape =new Circle();//向上转型shape.draw();Circle c=(Circle)shape;//向下转型c.draw();;print(new Circle());print(new Trapezoid());}public static void print(CShape ccc ){ccc.draw();//它是啥类型if(ccc instanceof  Circle){Circle c=(Circle) ccc;c.draw();}else if(ccc instanceof  Square){Square s=(Square)ccc;s.draw();}else if(ccc instanceof  Trapezoid ){Trapezoid t=(Trapezoid )ccc;t.draw();}}
}

（四）虚函数

虚函数的存在是为了多态。

Java 中其实没有虚函数的概念，它的普通函数就相当于 C++ 的虚函数，动态绑定是Java的默认行为。如果 Java 中不希望某个函数具有虚函数特性，可以加上 final 关键字变成非虚函数。

重写

我们将介绍在 Java 中，当设计类时，被重写的方法的行为怎样影响多态性。

方法的重写即子类能够重写父类的方法。

当子类对象调用重写的方法时，调用的是子类的方法，而不是父类中被重写的方法。

要想调用父类中被重写的方法，则必须使用关键字 super。

（五）金科玉律

（1）面向对象的基本特征有哪些？

封装、继承、多态

（2）面向对象的特征有哪些？

封装、继承、多态、抽象

（3）多态现象

编译时看父类运行时看子类
如果子类重写的了“虚方法”，那么就一定执行的是重写后的代码。
如果子类没有重写“虚方法”，那么还是执行父类中的方法体。

（4）变量/对象的类型

运行时类型：就是new关键字后面出现的类型名，从new出来之后，就不会改变。
编译时类型：可以变化的（1）当把对象赋值给一个父类变量/元素时，就会像上转型为父类类型（2）当把对象“向下转型”为子类类型时，就会转为子类类型（3）当然也可以手动的“向上转型”为父类的类型，即(父类类型)子类对象，也会转为父类类型
如果调用的是虚方法，那么要关注的是对象的运行时类型。
如果调用的是非虚方法，或者成员变量，那么要关注的是对象的编译时类型。

（5）什么是编译时类型？1.对于变量来说，变量声明时，左边的类型就是它的编译时类型2.对于强制类型转换来说，()中写的类型是什么，它的编译时类型就是什么。如果有连续多次的强制类型转换，看最后一次。