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@liayun 2016-05-25T13:34:54.000000Z 字数 7325 阅读 1655

面向对象——多态

java基础

多态概述

多态定义

多态：可以理解为事物存在的多种体现形态。
例如：

人：男人，女人
动物：猫，狗

猫这个对象对应的类型是猫类型：猫 x = new 猫();，同时猫也是动物中的一种，也可以把猫称为动物：动物 x = new 猫();。动物是猫和狗等具体事物中抽取出来的父类型。
从以下几个方面介绍多态：

  1. 多态的体现——父类的引用指向了自己的子类对象。即父类的引用也可以接收自己的子类对象
  2. 多态的前提——必须是类与类之间有关系，要么继承，要么实现。通常还有一个前提：存在覆盖
  3. 多态的好处——多态的出现大大的提高了程序的扩展性
  4. 多态的弊端——提高了扩展性，但是只能使用父类的引用访问父类中的成员，不能预先使用子类，因为那时子类还没存在
  5. 多态的应用
  6. 多态的出现在代码中的特点（多态使用的注意事项）

以动物：猫，狗，猪为例说之

  1. abstract class Animal {
  2.     public abstract void eat();
  3. }
  4. class Cat extends Animal {
  5.     public void eat() {
  6.         System.out.println("吃鱼");
  7.     }
  9.     public void catchMouse() {
  10.         System.out.println("抓老鼠");
  11.     }
  12. }
  13. class Dog extends Animal {
  14.     public void eat() {
  15.         System.out.println("吃骨头");
  16.     }
  17.     public void kanJia() {
  18.         System.out.println("看家");
  19.     }
  20. }
  21. class Pig extends Animal {
  22.     public void eat() {
  23.         System.out.println("饲料");
  24.     }
  25.     public void gongDi() {
  26.         System.out.println("拱地");
  27.     }
  28. }

那么以下代码：

  1. Animal a = new Cat(); // 类型提升，向上转型
  2. a.eat();

如果想要调用猫的特有方法时，如何操作？——强制将父类的引用转成子类类型，向下转型，即：

  1. Cat c = (Cat)a;
  2. c.catchMouse();

千万不要出现这样的操作，就是将父类对象转成子类类型，即：

  1. Animal a = new Animal();
  2. Cat c = (Cat)a;

我们能转换的是父类引用指向了自己的子类对象时，该引用可以被提升，也可以被强制转换。多态自始至终都是子类对象在做着变化。

instanceof关键字的使用

instanceof关键字的使用，代码如下：

  1. class DuoTaiDemo2 {
  2.     public static void main(String[] args) {
  3.         function(new Dog());    
  4.         function(new Cat());
  5.     }
  7.     public static void function(Animal a) {
  8.         a.eat();
  9.         if(a instanceof Cat) {
  10.             Cat c = (Cat)a;
  11.             c.catchMouse();
  12.         } else if(a instanceof Dog) {
  13.             Dog d = (Dog)a;
  14.             d.kanJia();
  15.         }   
  16.     }
  17. }

多态的特点

在多态中成员函数(非静态)的特点：

简单总结就是：成员函数(非静态)在多态调用时，编译看左边，运行看右边。
在多态中，静态成员函数(或者静态成员变量)的特点：无论编译和运行，都参考左边（引用型变量所属的类）。

在多态中，成员变量的特点：

例，

  1. class Fu {
  2.     static int num = 5;
  3.     void method1() {
  4.         System.out.println("fu method_1");
  5.     }
  6.     void method2() {
  7.         System.out.println("fu method_2");
  8.     }
  9.     static void method4() {
  10.         System.out.println("fu method_4");
  11.     }
  12. }
  13. class Zi extends Fu {
  14.     static int num = 8;
  15.     void method1() {
  16.         System.out.println("zi method_1");
  17.     }
  18.     void method3() {
  19.         System.out.println("zi method_3");
  20.     }
  21.     static void method4() {
  22.         System.out.println("zi method_4");
  23.     }
  24. }
  25. class DuoTaiDemo4 {
  26.     public static void main(String[] args) {
  27.         Fu f = new Zi();
  28.         System.out.println(f.num);
  29.         f.method4();
  31.         Zi z = new Zi();
  32.         z.method4();
  33.     }
  34. }

输出结果为：

5
fu method_4
zi method_4

多态的应用

例1，基础班学生：学习，睡觉；高级班学生：学习，睡觉。可以将这两类事物进行抽取。

  1. abstract class Student {
  2.     public abstract void study();
  3.     public void sleep() {
  4.         System.out.println("躺着睡");
  5.     }
  6. }
  7. // 工具类
  8. class DoStudent {
  9.     public void doSomething(Student stu) {
  10.         stu.study();
  11.         stu.sleep();
  12.     }
  13. }
  15. class BaseStudent extends Student {
  16.     public void study() {
  17.         System.out.println("base study");
  18.     }
  19.     public void sleep() {
  20.         System.out.println("坐着睡");
  21.     }
  22. }
  23. class AdvStudent extends Student {
  24.     public void study() {
  25.         System.out.println("adv study");
  26.     }
  27. }
  29. class DuoTaiDemo3 {
  30.     public static void main(String[] args) {
  31.         DoStudent ds = new DoStudent();
  32.         ds.doSomething(new BaseStudent());
  33.         ds.doSomething(new AdvStudent());
  34.     }
  35. }

例2，需求：电脑运行示例，电脑运行基于主板。

  1. // 接口定义规则
  2. interface PCI {
  3.     public void open();
  4.     public void close();
  5. }
  6. class MainBoard {
  7.     public void run() {
  8.         System.out.println("mainboard run");
  9.     }
  10.     public void usePCI(PCI p) { // PCI p = new NetCard(); // 接口型引用指向自己的子类对象
  11.         if(p != null) {
  12.             p.open();
  13.             p.close();
  14.         }
  15.     }
  16. }
  17. class NetCard implements PCI {
  18.     public void open() {
  19.         System.out.println("netcard open");
  20.     }
  21.     public void close() {
  22.         System.out.println("netcard close");
  23.     }
  24. }
  25. class SoundCard implements PCI {
  26.     public void open() {
  27.         System.out.println("soundcard open");
  28.     }
  29.     public void close() {
  30.         System.out.println("soundcard close");
  31.     }
  32. }
  33. class DuoTaiDemo5 {
  34.     public static void main(String[] args) {
  35.         MainBoard mb = new MainBoard();
  36.         mb.run();
  37.         mb.usePCI(null);
  38.         mb.usePCI(new NetCard());
  39.         mb.usePCI(new SoundCard());
  40.     }
  41. }

示意图：
多态的应用
例3，数据库的操作。数据是：用户信息。

  1. 连接数据库(JDBC Hibernate)
  2. 操作数据库(CRUD)——C creat R read U update D delete
  3. 关闭数据库连接
  1. interface UserInfoDao {
  2.     public void add(User user);
  3.     public void delete(User user);
  4. }
  5. class UserInfoByJDBC implements UserInfoDao {
  6.     public void add(User user) {
  7.         1、JDBC连接数据库
  8.         2、使用sql添加语句添加数据
  9.         3、关闭连接
  10.     }
  11.     public void delete(User user) {
  12.         1、JDBC连接数据库
  13.         2、使用sql删除语句删除数据
  14.         3、关闭连接
  15.     }
  16. }
  17. class UserInfoByHibernate implements UserInfoDao {
  18.     public void add(User user) {
  19.         1、Hibernate连接数据库
  20.         2、使用sql添加语句添加数据
  21.         3、关闭连接
  22.     }
  23.     public void delete(User user) {
  24.         1、Hibernate连接数据库
  25.         2、使用sql删除语句删除数据
  26.         3、关闭连接
  27.     }
  28. }
  30. class DBOperate {
  31.     public static void main(String[] args) {
  32.         UserInfoDao ui = new UserInfoByHibernate();
  33.         ui.add(user);
  34.         ui.delete(user);
  35.     }
  36. }

示意图：
多态的应用

Object类

Object：是所有对象的直接或者间接父类，传说中的上帝。该类中定义的肯定是所有对象都具备的功能。
Object类中已经提供了对对象是否相同的比较方法，如果自定义类中也有比较相同的功能，没有必要重新定义。只要沿袭父类中的功能，建立自己特有比较内容即可，这就是覆盖。
例，复写Object类中的equals()方法。

  1. class Demo { // extends Object
  2.     private int num;
  3.     Demo(int num) {
  4.         this.num = num;
  5.     }
  6.     /*
  7.     public boolean compare(Demo d) {
  8.         return this.num == d.num;
  9.     }
  10.     */
  11.     public boolean equals(Object obj) { // Object obj = new Demo();
  12.         if(!(obj instanceof Demo))
  13.             return false;
  14.         Demo d = (Demo)obj;
  15.         return this.num == d.num;
  16.     }
  17. }

这里，我们会接触一点点反射的知识，以后会补上。
A.class，B.class这些class文件都有名称，这些文件内都有构造函数，一般方法，java中用Class来描述这些class文件，通过getName()获取名称。
所以以下代码

  1. Demo d1 = new Demo(4);
  2. Class c = d1.getClass();
  3. System.out.println(c.getName()); // Demo

会输出Demo。
查询API帮助文档，我们可以发现：Object类的toString方法返回一个字符串，该字符串由类名（对象是该类的一个实例）、at标记符“@”和此对象哈希码的无符号十六进制表示组成。换句话说，该方法返回一个字符串，它的值等于：getClass().getName() + '@' + Integer.toHexString(hashCode())。
当然我们也可以自己弄：

  1. Demo d1 = new Demo(4);
  2. Class c = d1.getClass();
  3. System.out.println(c.getName()+"@@"+Integer.toHexString(d1.hashCode()));

会输出Demo@@139a55。

内部类

将一个类定义在另一个类的里面，对里面那个类就称为内部类（内置类，嵌套类）。
内部类的访问规则：

访问格式：

  1. 当内部类定义在外部类的成员位置上，而且非私有，可以在外部其他类中，可以直接建立内部类对象。
    格式：外部类名.内部类名 变量名 = 外部类对象.内部类对象;，例，Outer.Inner in = new Outer().new Inner();
  2. 当内部类在成员位置上，就可以被成员修饰符修饰，比如，private将内部类在外部类中进行封装，static内部类就具备static的特性。当内部类被static修饰后，只能直接访问外部类中的static成员，出现了访问局限。
    在外部其他类中，如何直接访问静态内部类非静态成员呢？
    答：格式为new Outer.Inner().function();
    在外部其他类中，如何直接访问静态内部类静态成员呢？
    答：格式为：Outer.Inner.function();

注意：当内部类中定义了静态成员，该内部类必须是static的。当外部类中的静态方法访问内部类时，内部类也必须是static的。
例，

  1. class Outer {
  2.     private static int x = 3;
  3.     static class Inner { // 静态内部类
  4.         static void function() { // 当内部类中定义了静态成员，该内部类必须是static的
  5.             System.out.println("inner::::"+x); // 当内部类被static修饰后，只能直接访问外部类中的static成员
  6.         }
  7.     }
  8.     static class Inner2 {
  9.         void show() {
  10.             System.out.println("inner2 show");
  11.         }
  12.     }
  13.     public static void method() {
  14.         new Inner2().show(); // 当外部类中的静态方法访问内部类时，内部类也必须是static的
  15.     }
  16. }

内部类什么时候使用呢？
答：当描述事物时，事物的内部还有事物，该事物用内部类来描述，因为内部事物在使用外部事物的内容。
例，以人体和心脏为例进行说明之（示例代码如下）

  1. //人体（外部类）
  2. class Body {
  3.     //心脏（内部类）
  4.     private class XinZang { //心脏得封装起来
  6.     }
  7.     public void show() {
  8.         new XinZang().tiaoDong();
  9.     }
  10. }

内部类定义在局部时

  1. 不可以被成员修饰符修饰，因为private、static不能修饰局部成员。
  2. 可以直接访问外部类中的成员，因为还持有外部类中的引用。但是不可以访问它所在的局部中的变量，只能访问被final修饰的局部变量。注意：java8没这个区别了，但是被final修饰的变量是一个常量，只能被赋值一次，所以一经存在就不得更改。

例，以下是java8的运行环境。

  1. class Outer {
  2.     int x = 3;
  3.     void method(int a) {
  4.         // a++; // 从内部类引用的本地变量必须是最终变量或实际上的最终变量
  5.         int y = 4;
  6.         class Inner {
  7.             void function() {
  8.                 System.out.println(a);
  9.             }
  10.         }
  11.         new Inner().function();
  12.     }
  13. }
  14. class InnerClassDemo {
  15.     public static void main(String[] args) {
  16.         Outer out = new Outer();
  17.         out.method(7);
  18.         out.method(8);
  19.     }
  20. }

匿名内部类

  1. 匿名内部类其实就是内部类的简写格式。
  2. 定义匿名内部类的前提：内部类必须是继承一个类或者实现接口。
  3. 匿名内部类的格式：new 父类或者接口() {定义子类的内容}。
  4. 匿名内部类其实就是一个匿名子类对象，而且这个对象有点胖。可以理解为带内容的对象。
  5. 匿名内部类中定义的方法最后不要超过3个。

例，

  1. abstract class AbsDemo {
  2.     abstract void show();
  3. }
  5. class Outer {
  6.     int x = 3;
  7.     public void function() {
  8.         AbsDemo d = new AbsDemo() {
  9.             int num = 9;
  10.             void show() {
  11.                 System.out.println("num==="+num);
  12.             }
  13.             void abc() {
  14.                 System.out.println("haha");
  15.             }
  16.         };
  17.         d.show();
  18.         // d.abc(); // 编译失败，因为父类中没有这个方法
  19.     }
  20. }

练习：补全代码。通过匿名内部类。

  1. interface Inter {
  2.     void method();
  3. }
  4. class Test {
  5.     // 补足代码。通过匿名内部类
  7. }
  8. class InnerClassTest {
  9.     public static void main(String[] args) {
  10.         Test.function().method();
  11.     }
  12. }

解：

  1. interface Inter {
  2.     void method();
  3. }
  4. class Test {
  5.     // 补足代码。通过匿名内部类
  6.     static Inter function() {
  7.         return new Inter() {
  8.             public void method() {
  9.                 System.out.println("Inter method");
  10.             }
  11.         };
  12.     }
  13. }
  14. class InnerClassTest {
  15.     public static void main(String[] args) {
  16.         // Test.function()：Test类中有一个静态的方法function
  17.         // .method()：function这个方法运算后的结果是一个对象，而且是一个Inter类型的对象，
  18.         // 因为只有是Inter类型的对象，才可以调用method().
  19.         Test.function().method();
  20.     }
  21. }

面试时可能遇到的一个小问题（有关匿名内部类），如果没有一个类继承或一个接口实现，还能使用匿名内部类吗？答案是可以的。

  1. class InnerTest {
  3.     public static void main(String[] args) {
  4.         new Object() {// new Object() {}是Object类的子类对象
  5.             public void function() {
  6.                 System.out.println("hello");
  7.             }
  8.         }.function();
  9.     }
  10. }
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