多态性及其应用
多态性
多态—在Java中，子类的对象可以替代父类的对象使用
一个变量只能有一种确定的数据类型
一个引用类型变量可能指向(引用)多种不同类型的对象
Person p = new Student();
Object o = new Person();//Object类型的变量o，指向Person类型的对象
o = new Student(); //Object类型的变量o，指向Student类型的对象
父类类型的变量可以指向子类的对象
一个引用类型变量如果声明为父类的类型，但实际引用的是子类对象，那么该变量就不能再访问子类中添加的属性和方法
Student m = new Student();
m.school = “pku”; //合法,Student类有school成员变量
Person e = new Student();
e.school = “pku”; //非法,Person类没有school成员变量
属性是在编译时确定的，编译时e为Person类型，没有school成员变量，因而编译错误。
虚拟方法调用(Virtual Method Invocation)
正常的方法调用
Person e = new Person();
e.getInfo();
Student e = new Student();
e.getInfo();
虚拟方法调用(多态情况下)
Person e = new Student();
e.getInfo(); //调用Student类的getInfo()方法
编译时类型和运行时类型
编译时e为Person类型，而方法的调用是在运行时确定的，所以调用的是Student类的getInfo()方法。—— 动态绑定
多态性应用举例
方法声明的形参类型为父类类型，可以使用子类的对象作为实参调用该方法
public class Test {
public void method(Person e) {
//……
e.getInfo();
}
public static void main(Stirng args[]) {
Test t = new Test();
Student m = new Student();
t.method(m); //子类的对象m传送给父类类型的参数e
}
}
Person类
1 public class Person {
2
3 //仅在类的内部可以访问.
4 private String email;
5 //在同一个包内该属性可以被访问.
6 String major;
7 //在子类中该属性可以被访问, 且该子类可以跨包
8 protected int salary;
9
10 //访问权限最高, 无论是否在一个包内, 无论是否是子类都可以被访问.
11 public String name;
12 public int age;
13 public Date birth;
14
15 private String lover;
16
17 public Person(int i) {
18 System.out.println("[Person‘s constructor...]");
19 }
20
21 public Person() {
22 // TODO Auto-generated constructor stub
23 }
24
25 public String getInfo(){
26 return "name: " + name + ", " + "age: " + age + ", " + "birth: " + birth;
29 }
30 }
Man类继承Person类
1 public class Man extends Person{
2
3 public void work(){
4 System.out.println("男人工作...");
5 }
6
7 @Override
8 public String getInfo() {
9 return "Man‘s getInfo";
10 }
11 }
Woman类继承Person类
1 public class Woman extends Person{
2
3 public void shopping(){
4 System.out.println("女人购物...");
5 }
6 }
TestPerson类
1 public class TestPerson {
2 public static void main(String[] args) {
3
4 //多态
5
6 //1. 创建一个 Man 的实例
7 Man m1 = new Man();
8
9 //2. 创建一个 Woman 的实例
10 Woman w1 = new Woman();
11
12 //3. 创建一个 Person 的实例
13 Person p1 = new Person();
14
15 /**
16 * 多态: 在Java中，父类的引用可以指向子类的对象.
17 * 1. 在多态情况下, 父类的实例变量不能再访问子类中添加的属性和方法
18 * 2. 方法的调用是在运行时确定的，所以调用的是 Man 类的 getInfo() 方法。—— 动态绑定(虚拟方法法调用)
19 * 3. 在存在父子关系(多态)的情况下, 可以把父类的引用类型强制转换为子类的引用类型. 若实际上不能进行转换则系统
20 * 会抛出 java.lang.ClassCastException 异常.
21 * 4. 如何避免出现 java.lang.ClassCastException 异常呢? 在转换之前可以先判断一下对象实际上是否为指定的子类类型.
22 * 使用 instanceof 运算符. 注意, 使用 instanceof 运算符, 必须要求前面的引用指向的变量和后边的类之间存在父子关系
23 */
24 //需要一个人, 但来的是一个男人! OK. 因为男人一定是一个人.
25 Person p2 = new Man();
26 System.out.println(p2.getInfo());
27
28 //需要一个人, 但来的是一个女人! OK. 因为女人一定是一个人
29 Person p3 = new Woman();
30
31 //在多态情况下, 可以进行强制的类型转换
32 Man m2 = (Man) p2;
33
34 System.out.println(p3 instanceof Man);
35 System.out.println(p3 instanceof Woman);
36
37 // System.out.println(m2 instanceof Person);
38
39 // Man m3 = (Man) p3;
40
41 //需要一个男人, 但来的是个人! NO. 因为人不一定是男人.
42 //Man m2 = new Person();
43
44 //需要个男人, 但来的是一个女人。 NO!
45 //Man m3 = new Woamn();
46
47 Student student = new Student();
48 student.name = "Jerry";
49 student.birth = new Date();
50 student.age = 1;
51 student.school = "atguigu";
52
53 System.out.println(student.getInfo());
54 }
55 }
instanceof 操作符
x instanceof A：检验x是否为类A的对象，返回值为boolean型。
要求x所属的类与类A必须是子类和父类的关系，否则编译错误。
如果x属于类A的子类B，x instanceof A值也为true。
public class Person extends Object {…}
public class Student extends Person {…}
public class Graduate extends Person {…}
public void method1(Person e) {
if (e instanceof Person)
// 处理Person类及其子类对象
if (e instanceof Student)
//处理Student类及其子类对象
if (e instanceof Graduate)
//处理Graduate类及其子类对象
}
练习
建立TestInstance 类，在类中定义方法method1(Person e); 在method1中：
(1)根据e的类型调用相应类的getInfo()方法。
(2)根据e的类型执行： 如果e为Person类的对象，输出：“a person”; 如果e为Student类的对象，输出 “a student” “a person ” 如果e为Graduate类的对象，输出： “a graduated student” “a student” “a person”
1 class Person {
2 protected String name="person";
3 protected int age=50;
4 public String getInfo() {
5 return "Name: "+ name + "\n" +"age: "+ age;
6 }
7 }
8 class Student extends Person {
9 protected String school="pku";
10 public String getInfo() {
11 return "Name: "+ name + "\nage: "+ age + "\nschool: "+ school;
13 }
15 }
16 class Graduate extends Student {
17 public String major="IT";
18 public String getInfo(){
20 return "Name: "+ name + "\nage: "+ age + "\nschool: "+ school+"\nmajor:"+major;
22 }
23 }
对象类型转换 (Casting )
基本数据类型的Casting：
小的数据类型可以自动转换成大的数据类型
如long g=20; double d=12.0f
可以把大的数据类型强制转换(casting)成小的数据类型
如 floate f=(float)12.0 int a=(int)1200L
对Java对象的强制类型转换称为造型
从子类到父类的类型转换可以自动进行
从父类到子类的类型转换必须通过造型(强制类型转换)实现
无继承关系的引用类型间的转换是非法的
在造型前可以使用instanceof操作符测试一个对象的类型
对象类型转换举例
public class Test {
public void method(Person e) { //设Person类中没有getschool()方法
System.out.pritnln(e.getschool()); //非法,编译时错误
if(e instanceof Student) {
Student me = (Student)e; //将e强制转换为Student类型
System.out.pritnln(me.getschool());
}
}
public static void main(Stirng args[]) {
Test t = new Test();
Student m = new Student();
t.method(m);
}
}
Person类
1 public class Person {
2 protected String name="person";
3 protected int age=50;
4 public String getInfo() {
5 return "Name: "+ name + "\n" +"age: "+ age;
6 }
7 }
8 class Student extends Person {
9 protected String school="pku";
10 public String getInfo() {
11 return "Name: "+ name + "\nage: "+ age
12 + "\nschool: "+ school;
13 }
14
15 }
16 class Graduate extends Student{
17 public String major="IT";
18 public String getInfo()
19 {
20 return "Name: "+ name + "\nage: "+ age
21 + "\nschool: "+ school+"\nmajor:"+major;
22 }
23 }
TestInstance类
1 package com.atgugu.java.ex;
2
3 public class TestInstance {
4
5 /*
6 在类中定义方法method1(Person e);
7 在method1中:
8 (1)根据e的类型调用相应类的getInfo()方法。
9 (2)根据e的类型执行：
10 如果e为Person类的对象，输出：“a person”;
11 如果e为Student类的对象，输出
12 “a student”
13 “a person ”
14 如果e为Graduate类的对象，输出：
15 “a graduated student”
16 “a student”
17 “a person”
18 */
19
20 public void method1(Person e) {
21 String info = e.getInfo();
22 System.out.println(info);
23
24 if(e instanceof Graduate){
25 System.out.println("a graduated student");
26 }
27 if(e instanceof Student){
28 System.out.println("a student");
29 }
30 if(e instanceof Person){
31 System.out.print("a person");
32 }
33
34 System.out.println("\n");
35
36 }
37
38 public static void main(String[] args) {
39
40 TestInstance ti = new TestInstance();
41
42 Person p1 = new Person();
43 ti.method1(p1);
44
45 Person p2 = new Student();
46 ti.method1(p2);
47
48 Person p3 = new Graduate();
49 ti.method1(p3);
50 }
51 }