初学Java：对于继承和多态的认识-171主机测评

文章目录

1. 继承
- 1.1 为什么需要继承
- 1.2 继承概念
- 1.3 继承的语法
- 1.4 父类成员访问
- - 1.4.1 子类中访问父类的成员变量
  - 1.4.2 子类中访问父类的成员方法
- 1.5 super关键字
- 1.6 子类构造方法
- 1.7 super和this
- 1.8 再谈初始化
- 1.9 protected 关键字
- 1.10 继承方式
- 1.11 final 关键字
- 1.12 继承与组合
2. 多态
- 2.1 多态的概念
- 2.2 多态实现条件
- 2.3 重写
- - 2.3.4 动态绑定
- 2.3.5 静态绑定
- 2.4 向上转型和向下转型
- - 2.4.1 向上转型
  - 2.4.2 向下转型
- 2.5 多态的优缺点
- 2.6 避免在构造方法中调用重写的方法

1. 继承

1.1 为什么需要继承

Java中使用类对现实世界中的实物来进行描述，类经过实例化之后的产物对象，则可以用来表示现实中的实体，但是现实世界错综复杂，事物之间可能会存在一些关联，那在设计程序时就需要特别考虑。比如：狗和猫，它们都是一个动物。使用Java语言进行描述，就会设计出：狗：

public class Dog{
string name;
int age;
ﬂoat weight;

public void eat(){
System.out.println(name + "正在吃饭");
}
public void sleep(){
System.out.println(name + "正在睡觉");
}
void Bark(){
System.out.println(name + "汪汪汪 ~~~");
}
}

猫：

public class Cat{
string name;
int age;
ﬂoat weight;
public void eat(){
System.out.println(name + "正在吃饭");
}
public void sleep()
{
System.out.println(name + "正在睡觉");
}
void mew(){
System.out.println(name + "喵喵喵 ~~~");
}
}

通过上述代码，我们会发现，我们所定义的两个类之间存在许许多多的重复的内容：在这里插入图片描述那能否将这些共性抽取呢？面向对象思想中提出了继承的概念，专门用来进行共性抽取，实现代码复用

1.2 继承概念

继承机制：是面向对象的程序设计能使代码可以复用的最重要的手段，它允许程序员在保持原有特性的基础上进行扩展，产生新的功能，而这样产生的新的类，我们将其称为派生类。继承呈现了面向对象程序设计的层次结构，体现了由简单到复杂的认知过程。继承主要解决的问题是：共性的抽取，实现代码的复用

例如：狗和猫都是动物，那么我们就可以将共性的进行抽取，然后采用继承的思想来达到共用。在这里插入图片描述上述图示中，Dog和Cat都继承了Animal类，其中：Animal类称为父类/基类或超类，Dog和Cat可以称为Animal的子类/派生类。继承之后，子类可以复用父类中的成员，子类在实现时只需要关心自己新增加的成员即可。

从继承概念中可以看出继承的最大作用就是：实现代码的复用，还有就是来实现多态（后续会进行讲解）

1.3 继承的语法

在Java中如果要表示类之间的继承关系，就需要借助extends关键字，具体如下：

修饰符 class 子类 extends 父类{
//
}

对1.2中场景使用继承方式重新设计：在这里插入图片描述（1）Test类中的代码：

import demo1.*;

public class Test {
public static void main(String[] args){
Dog dog = new Dog();
dog.name = "大黄";
dog.eat();
dog.bark();

System.out.println("============");

Cat cat = new Cat();
cat.name = "小虎";
cat.eat();
cat.mimi();
}
}

在这里插入图片描述（2）父类中的代码：

package demo1;

public class Animal {
public String name;
public int age;

public void eat(){
System.out.println(this.name+"正在吃饭");
}
}

在这里插入图片描述（3）Cat中的代码：

package demo1;

public class Cat extends Animal{
public void mimi(){
System.out.println(this.name+"正在mimi叫");
}
}

在这里插入图片描述（4）Dog中的代码：

package demo1;

public class Dog extends Animal{
public void bark(){
System.out.println(this.name+"正在汪汪叫");
}
}

dog与Cat类中并没有定义任何成员变量，name和age属性肯定是从父类Animal中继承下来的 dog与Cat访问的eat()也是从Animal中继承下来的

注意：

子类会将父类中的成员变量或者成员方法继承到子类中了

子类继承父类之后，必须要新添加自己特有的成员，体现出与基类的不同，否则就没有必要继承了

1.4 父类成员访问

在继承体系中，子类将父类的方法和字段继承下来了，那在子类中能否直接访问父类中继承下来的成员呢？

1.4.1 子类中访问父类的成员变量

两种情况：

子类和父类不存在同名成员变量在这里插入图片描述

上面是总的代码情况截图，下面来给详细代码：（1）Base：

package demo2;
//父类
public class Base {
public int a = 1;
public int b = 2;
}

(2) Derived:

package demo2;

public class Derived extends Base {
public int c = 3;

//子类当中，如何访问父类的成员
public void func(){
System.out.println(a);
System.out.println(b);
System.out.println(c);
}
}

下面是变量的图解：在这里插入图片描述

(3) Test:

package demo2;

public class Test {
public static void main(String[] args){
Derived derived = new Derived();
derived.func();
}
}

子类和父类成员变量同名在这里插入图片描述

上面是总的代码情况截图，下面来给详细代码：（1）Base：

package demo2;
//父类
public class Base {
public int a = 1;
public int b = 2;
}

(2) Derived：

package demo2;

public class Derived extends Base {
public int c = 3;

public int a = 100;

//子类当中，如何访问父类的成员
public void func(){
System.out.println(this.a);
System.out.println(this.b);
System.out.println(this.c);
}
}

下面是变量的图解：在这里插入图片描述

(3) Test:

package demo2;

public class Test {
public static void main(String[] args){
Derived derived = new Derived();
derived.func();
}
}

在这里，我们通过结果会发现：当父类和子类有同名的成员变量时，会优先访问子类的成员变量

补充：如果我们就是想要通过这种形式来访问父类，即：改变优先访问子类成员变量的情况需要使用到 super关键字在这里插入图片描述代码：

package demo2;

public class Derived extends Base {
public int c = 3;

public int a = 100;

//子类当中，如何访问父类的成员
public void func(){
System.out.println("父类的a：" + super.a);
System.out.println(this.b);
System.out.println(this.c);
}
}

图解：在这里插入图片描述可以将super理解为是一个小的this，只是因为我们的大this在某些情况下会需要到，即：前面的情况。整体还是this，在需要可是不能访问到父类的情况下，会使用到super

super：访问通过子类继承过来的父类的成员

在子类方法中或者通过子类对象访问成员时（1）如果访问的成员变量子类中有，优先访问自己的成员变量。（2）如果访问的成员变量子类中无，则访问父类继承下来的，如果父类也没有定义，则编译报错。（3）如果访问的成员变量与父类中成员变量同名，则优先访问自己的。

成员变量访问遵循就近原则，自己有就优先自己的，如果没有则在父类中找

1.4.2 子类中访问父类的成员方法

成员方法名字不同

（1）Base代码：

package demo2;
//父类
public class Base {
public int a = 1;
public int b = 2;

public void testBase(){
System.out.println("testBase()…");
}
}

（2）Derived代码；

package demo2;

public class Derived extends Base {
public int c = 3;

public int a = 100;

//子类当中，如何访问父类的成员
public void func(){
System.out.println("父类的a：" + super.a);
System.out.println(this.b);
System.out.println(this.c);
}

public void test(){
testBase();
testDerived();
}

public void testDerived(){
System.out.println("testDerived()…");
}
}

（3）Test代码：

package demo2;

public class Test {
public static void main(String[] args){
Derived derived = new Derived();
derived.test();
}
}

总结：成员方法在没有同名时，在子类方法中或者通过子类对象访问方法时，会优先访问自己的，在自己没有的情况下，才回到父类中进行查找，如果父类中没有也会报错

成员方法名字相同

（1）Base代码：

package demo2;
//父类
public class Base {
public int a = 1;
public int b = 2;

public void testBase(){
System.out.println("testBase()…");
}

public void testA(){
System.out.println("Base中的testA()….");
}
}

（2）Derived代码：

package demo2;

public class Derived extends Base {
public int c = 3;

public int a = 100;

public void test(){
testA();
testA();
// testBase();
// testDerived();
}

public void testDerived(){
System.out.println("testDerived()…");
}

public void testA(){
System.out.println("Derived中的testA()…");
}
}

（3）Test代码：

package demo2;

public class Test {
public static void main(String[] args){
Derived derived = new Derived();
derived.test();
}
}

补充：在重载的情况下：在这里插入图片描述在Test未改变情况下的代码运行结果：即：

没有传参，访问父类中的成员方法

传递参数，访问子类中的成员方法

直接访问，则永远访问到的都是子类中的成员方法，父类中的成员方法的无法访问

补充：如果我们就是想要通过这种形式来访问父类，即：改变优先访问子类成员方法的情况。那么就也是使用super关键字，基本上用法一致，在这里就不细致讲解。

总结： (1) 通过子类对象访问父类与子类中的不同名成员方法时，优先在子类中找，找到则访问，否则则在父类中进行查找，找到则访问，否则编译报错 (2) 通过派生类对象访问父类与子类中的成员方法时，如果父类与子类中的成员方法的参数列表不同（即：重载），根据调用方法所传递的参数选择合适的方法来进行访问，如果没有则报错 (3) 如果派生类对象访问时在子类与父类中完全同名（即：非重载）时，优先访问子类中的成员方法

1.5 super关键字

由于设计不好，或者因场景需要，子类和父类中可能会存在相同名称的成员，如果要在子类方法中访问父类同名成员时，该如何操作？直接访问是无法做到的，Java提供了super关键字，该关键字的主要作用：在子类方法中访问父类的成员。

注：与this的使用形式很想，但是本质是不一样的，要注意的是，不存在 super.super.什么什么的，super只能指代当前类的父类，不能指代父类的父类，甚至继续往上指代

在我们前面已经讲过了 super 的2种用法，这里往后还会补充另外的知识点，先说一下注意事项：

只能在非静态方法中使用（可以自己试一下，在上面的代码中加上个 static 修饰成静态，这样就会报错哦）

是在子类中，询问父类的成员变量和方法

1.6 子类构造方法

父子父子，先有父再有子，即：子类对象构造时，需要先调用父类的构造方法，然后执行子类的构造方法。

在子类构造方法中，并没有写任何关于父类构造的代码，但是在构造子类对象时，先执行父类的构造方法，然后执行子类的构造方法，因为：子类对象中成员是有两部分组成的，父类继承下来的以及子类新增加的部分。父子父子肯定是先有父再有子，所以在构造子类对象时候，先要调用父类的构造方法，将从父类继承下来的成员构造完整，然后再调用子类自己的构造方法，将子类自己新增加的成员初始化完整。

但是会有不同的情况发生，即：当我们对父类的构造方法进行重构时，会发生报错：在这里插入图片描述那么要如何解决呢：即：在子类当中先帮助父类进行初始化如何帮助父类进行初始化呢？这就要使用我们的super了我们这里的super调用了父类的构造方法。这个时候的顺序是，我们的Derived继承了Base，使用在我们定义类类型的变量时，会执行Derived中的构造方法，即：public Derived（），然后传递到Baes中，对Base的构造方法进行操作，然后正常执行。也可以变成这种形式，没有参数指定，直接进行传参：在这里插入图片描述

public class Base {
public Base(){
System.out.println("Base()");
}
}

public class Derived extends Base{
public Derived(){
// super(); // 注意子类构造方法中默认会调用基类的无参构造方法：super(),
// 用户没有写时,编译器会自动添加，而且super()必须是子类构造方法中第一条语句，
// 并且只能出现一次
System.out.println("Derived()");
}
}

public class Test {
public static void main(String[] args) {
Derived d = new Derived();
}
}
结果打印：
Base()
Derived()

注意：

若父类显示定义无参或者默认的构造方法，在子类方法的第一行中会默认有隐式的super()调用，即：调用父类的构造方法例子：在这里插入图片描述

如果父类的构造方法是带有参数的，此时就需要用户为子类显示定义构造方法，并在子类构造方法中选择合适的父类构造方法调用，否则编译失败

在子类构造方法中。super(…)调用父类构造时，必须时子类构造函数的第一条语句

super(…)只能在子类构造方法中出现一次，并且不能和this同时出现

1.7 super和this

super和this都可以在成员方法中用来访问：成员变量和调用其他的成员函数，都可以作为构造方法的第一条语句，那他们之间有什么区别呢？【相同点】

都是Java中的关键字

只能在类的非静态方法中使用，用来访问非静态成员方法和字段在这里插入图片描述

在构造方法中调用时，必须是构造方法中的第一条语句，并且不能同时存在

【不同点】 4. this是当前对象的引用，当前对象即调用实例方法的对象，super相当于是子类对象中从父类继承下来部分成员的引用在这里插入图片描述

在非静态成员方法中，this用来访问本类的方法和属性，super用来访问父类继承下来的方法和属性

在构造方法中：this(…)用于调用本类构造方法，super(…)用于调用父类构造方法，两种调用不能同时在构造方法中出现

构造方法中一定会存在super(…)的调用，用户没有写编译器也会增加，但是this(…)用户不写则没有

1.8 再谈初始化

我们还记得之前讲过的代码块吗？我们简单回顾一下几个重要的代码块：实例代码块和静态代码块。在没有继承关系时的执行顺序。在这里插入图片描述

（1） Animal（父类）中代码

package demo1;

public class Animal {
String name;
int age;
static{
System.out.println("static::Animal{ }");
}

{
System.out.println("实例代码块::Animal{ }");
}

public Animal(String name,int age) {
this.name = name;
this.age = age;
System.out.println("Animal()…");
}
}

（2）Cat（子类）中代码：

package demo1;

public class Cat extends Animal{
static{
System.out.println("static::Cat{ }");
}
{
System.out.println("实例代码块::Cat{ }");
}
public Cat(String name,int age){
super(name, age);
System.out.println("Cat()…");
}
}

(3) Test中代码：

package demo1;

public class Test {
public static void main(String[] args){
Cat cat = new Cat("咪咪", 10);
System.out.println("====================");
Cat cat2 = new Cat("咪咪", 10);
}
}

（4）代码结果：在这里插入图片描述

static::Animal{ }
static::Cat{ }
实例代码块::Animal{ }
Animal()...
实例代码块::Cat{ }
Cat()...
====================
实例代码块::Animal{ }
Animal()...
实例代码块::Cat{ }
Cat()...

从以上代码可以发现的是：

静态代码块先执行，并且只会执行一次，在类加载的的阶段执行

当有对象创建时，才会执行实例代码块，实例代码块执行完成后，最后构造方法执行

父类静态代码块优先于子类静态代码块执行，且是最早执行

父类实例代码块和父类构造方法紧接着执行子类的实例代码块和子类构造方法紧接着再执行

第二次实例化子类对象时，父类和子类的静态代码块都将不会再执行

1.9 protected 关键字

在类和对象章节中，为了实现封装特性，Java中引入了访问限定符，主要限定：类或者类中成员能否在类外或者其他包中被访问在这里插入图片描述对于上面图表中的各个关键字，我们在前文大多都有介绍，现在再来简单的回忆一下：补：这个default表示的是什么都不写，就是不写

那父类中不同访问权限的成员，在子类中的可见性又是什么样子的呢？我们在这里给大家讲解 protected 的适用范围，即：在同一个包底下都是可以使用的，但是，不同包下的只有子类才能够进行使用。在这里插入图片描述例如：在TestProtected为父类，TestDemo为子类且不同包时时：（1）TestProtected（父类）代码：

package demo2;

public class TestProtected {
protected int a = 100;
}

（2）TestDemo（子类）代码：

package demo3;

import demo2.TestProtected;

public class TestDemo extends TestProtected{
public static void main(String[] args){
TestDemo testDemo = new TestDemo();
System.out.println(testDemo.a);
}
}

运行结果：在这里插入图片描述

反例：直接去除子类的标签，使TestDemo不为TestProtected的子类，会出现报错：在这里插入图片描述

注意：父类中private成员变量虽然在子类中不能直接访问，但是也继承到子类中了那么我们什么时候用，用哪一种呢? 我们希望类要尽量做到 “封装”, 即隐藏内部实现细节, 只暴露出必要的信息给类的调用者. 因此我们在使用的时候应该尽可能的使用比较严格的访问权限。即：如果一个方法能用 private, 就尽量不要用 public 另外, 还有一种简单粗暴的做法: 将所有的字段设为 private, 将所有的方法设为 public. 不过这种方式属于是对访问权限的滥用, 还是更希望同学们能写代码的时候认真思考, 该类提供的字段方法到底给 “谁” 使用(是类内部自己用, 还是类的调用者使用, 还是子类使用)

1.10 继承方式

重点：在Java中只支持以下几种继承方式：在这里插入图片描述在上面我们可以看见，在Java中是不支持多继承的，但是我们可以通过接口的形式来支持多继承，或者说实现一个类似的功能（有关接口后面会讲解），以及我们也不希望类之间的继承过于复杂，一般我们也不希望出现超过三层的继承关系。

1.11 final 关键字

final关键字可以用来修饰变量，成员方法以及类：

修饰变量或字段，表示常量(即不能修改)

final int a = 10;
a = 20; // 编译出错

修饰类：表示此类不能被继承

final public class Animal {
...
}
public class Bird extends Animal {
...
}
// 编译出错
Error:(3, 27) java: 无法从最终com.bit.Animal进行继...

修饰方法：表示该方法不能被重写(后序介绍)

1.12 继承与组合

和继承类似，组合也是一种表达类之间的方式，也是能够达到代码重用的效果。组合并没有涉及到特殊的语法，仅仅是将一个类的实例作为另外一个类的字段。

继承表示对象之间是is-a的关系，比如：狗是动物，猫是动物

组合表示对象之间是has-a的关系，比如：汽车汽车和其轮胎、发动机、方向盘、车载系统等的关系就应该是组合，因为汽车是有这些部件组成的。

// 轮胎类
class Tire{
// …
}
// 发动机类
class Engine{
// …
}
// 车载系统类
class VehicleSystem{
// …
}
class Car{
private Tire tire; // 可以复用轮胎中的属性和方法
private Engine engine; // 可以复用发动机中的属性和方法
private VehicleSystem vs; // 可以复用车载系统中的属性和方法
// …
}
// 奔驰是汽车
class Benz extend Car{
// 将汽车中包含的：轮胎、发送机、车载系统全部继承下来
}

2. 多态

2.1 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。

简而言之：同一件事情，发生在不同对象身上，就会产生不同的结果。

2.2 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：

必须在继承体系下

子类必须要对父类中的方法进行重写

通过父类的引用去调写重写的方法

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。

到这里，先去看向上转型，然后重写跟动态绑定，看完后回来往下看

现在来进行一下代码的多态情况的演示：

//父类Animal
package demo5;

public class Animal {
public String name;
public int age;

public Animal(String name,int age){
this.name = name;
this.age = age;
}

public void eat(){
System.out.println(this.name + "正在吃饭");
}
}
//子类Bird
package demo5;

public class Bird extends Animal{
public Bird(String name,int age){
super(name,age);
}

public void eat(){
System.out.println(this.name + "正在吃鸟粮");
}
public void fly(){
System.out.println(this.name + "正在飞…");
}
}
//子类Dog
package demo5;

public class Dog extends Animal{
public Dog(String name,int age){
super(name,age);
}

public void bark(){
System.out.println(this.name + "正在汪汪叫…");
}

public void eat(){
System.out.println(this.name + "正在吃狗粮…");
}
}
//测试类Test
package demo5;

public class Test {
public static void func(Animal animal){
animal.eat();
}

public static void main(String[] args){
Dog dog = new Dog("旺财",10);
func(dog);
System.out.println("================");
Bird bird = new Bird("小鸟" , 2);
func(bird);
}

代码运行结果：在这里插入图片描述通过上面的演示体现多态，同时我们可以发现，我们的animal引用的对象不一样，但是调用的是同一个方法，此时表现的现象不一样，此时此刻的这种情况，亦或者说是思想，我们就叫多态。

这里详细讲解一下，在我们程序运行到:

public static void func(Animal animal){
animal.eat();
}

我们在该方法的内部，并不知道，也不关注当前animal引用的是哪一个类型（哪个子类），此时animal这一个引用调用的eat()方法，可能会有多种不同的表现，这与animal引用的实例相关。

2.3 重写

重写：也被称为覆盖。重写的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！**重写的好处在与子类可以根据需要，定义特定于自己的行为。也就是说子类能够根据需要，去实现父类的方法【注意事项】

不能是一个静态的方法。

被final修饰的方法，不能被重写。【密封方法】

如果子类重写父类的方法，子类的权限要大于父类

被private修饰的方法，是不能被重写的

【方法重写的规则】（1）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（2）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在这里插入图片描述（3）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 （4）父类被static、private修饰的方法、构造方法都不能被重写。（5）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.

补：【重写和重载的区别】在这里插入图片描述即：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。

下面是我看见的一个非常好的例子：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。

为了更好的理解，我们在Animal和Dog里面进行重写：在这里插入图片描述（1）Animal（父类）代码：

package demo5;

public class Animal {
public String name;
public int age;

public Animal(String name,int age){
this.name = name;
this.age = age;
}

public void eat(){
System.out.println(this.name + "正在吃饭");
}
}

（2）Dog（子类）代码：

package demo5;

public class Dog extends Animal{
public Dog(String name,int age){
super(name,age);
}

public void bark(){
System.out.println(this.name + "正在汪汪叫…");
}

public void eat(){
System.out.println(this.name + "正在吃狗粮…");
}
}

通过对两个代码的观察，我们发现父类和子类的两个方法：

方法名相同

参数列表相同（个数，类型，顺序）

返回值相同

在这个时候，就构成了我们所说的重写

2.3.4 动态绑定

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。

在这里我们运行一下，结果：在这里插入图片描述我们会发现，跟我们讲解的向上转型的代码分析的不一样（即：调用了子类中的代码），这种情况我们把它称为：动态绑定。

那么在我们发生动态绑定时，到底是什么情况呢？在我们程序编译的时候，确实调用的是父亲的eat方法，当我们在运行代码时，通过父类的引用调用了父类和子类重写的那个方法，结果实际调用了子类的方法。

动态绑定是我们理解多态的基础，他也是有条件的：（1）父类引用引用子类对象（2）通过父类引用，调用了父类和子类重写的那个方法当然啊，大前提虽然没有说，但是肯定是在继承的前提下发生的。

我们也可以这样子去理解：我们父类的eat()—>地址：0x9 子类的地址eat()—>地址：0x4 我们在Test运行时，把父类的地址替换为了子类的地址，所以我们拿到的就是子类中的数据。

2.3.5 静态绑定

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。

2.4 向上转型和向下转型

2.4.1 向上转型

向上转型：实际就是创造一个子类对象，将其当成父类对象来使用，即：将子类对象给到父类种来进行引用语法格式：父类类型对象名 = new 子类类型()

Animal animal = new Dog("旺财",10);

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。在这里插入图片描述猫和狗都是动物，因此将子类对象转化为父类引用是合理的，大范围可以囊括小范围，是安全的。【使用场景】

直接赋值

package demo5;

public class Test {
public static void func(Animal animal){

}
public static void main(String[] args){
// Dog dog = new Dog("旺财",10);

// Animal animal = dog;
Animal animal = new Dog("旺财",10);//向上转型，父类引用引用了子类对象
}
}

方法传参

package demo5;

public class Test {
public static void func(Animal animal){

}
public static void main(String[] args){
Dog dog = new Dog("旺财",10);
func(dog);
}
}

方法返回（返回值）

package demo5;

public class Test {
public static Animal func2(){
Dog dog = new Dog("旺财",10);
return dog;
}
public static void main(String[] args){
Animal animal1 = func2();
}
}

往上我们讲解了这么多，那我们要注意的事项是什么呢？

通过父类的引用去调用子类特有的方法是无法直接调用的，只能调用父类自己的在这里插入图片描述

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。

2.4.2 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。在这里插入图片描述在这里，我们的程序会报错，这是为什么呢？我们观察代码也可以发现，我们将代表动物的animal赋值给bird，这当然是不行的，那我们要如何操作呢？我们需要使用到强制类型转换，即：上面演示的就是一个向下转型的例子。但是每次看完这个，都会有一个疑问，即：在这里插入图片描述咱们会发现，程序没有报错，那咱们运行一下看看：失败了，说明不是所有的向下转型都会成功的，那么我们要如何去预防这种情况呢？我们要先知道，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。

2.5 多态的优缺点

先回忆一下多态，看代码：（1）父类

package demo4;

public class Shape {
public void draw(){
System.out.println("画一个圆形");
}
}

（2）子类

package demo4;

public class Cycle extends Shape{
public void draw(){
System.out.println("画一个⚪！！！");
}
}

（3）子类

package demo4;

public class Rect extends Shape{
public void draw(){
System.out.println("画一个♦！！！");
}
}

（4）子类

package demo4;

public class Triangle extends Shape{
public void drow(){
System.out.println("画一个三角形！！！");
}
}

（5）测试类：

package demo4;

public class Test {
public static void drawMap(Shape shape){
shape.draw();
}

public static void main(String[] args){
Rect rect = new Rect();
Cycle cycle = new Cycle();
Triangle triangle = new Triangle();

drawMap(rect);
drawMap(cycle);
drawMap(triangle);
}
}

代码运行结果：在这里插入图片描述【使用多态的好处】

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。可是如果我们的代码中有很多条件分支或者循环语句，就会理解起来比较复杂。因此我们可以简单粗暴的计算一段代码中的条件语句和循环语句出现的个数，这个个数我们就把他称为“圈复杂度”，如果一个方法的圈复杂度太高，我们就需要考虑重构。虽然不同的公司对于代码的圈复杂度的规范不一样，但是一般是不会超过10的例如: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. 在这里插入图片描述

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

【多态的缺点】多态缺陷：代码的运行效率降低。

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

构造方法没有多态性

2.6 避免在构造方法中调用重写的方法

原因：在这里插入图片描述构造 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

初学Java：对于继承和多态的认识

文章目录

1. 继承

1.1 为什么需要继承

1.2 继承概念

1.3 继承的语法

1.4 父类成员访问

1.4.1 子类中访问父类的成员变量

1.4.2 子类中访问父类的成员方法

1.5 super关键字

1.6 子类构造方法

1.7 super和this

1.8 再谈初始化

1.9 protected 关键字

1.10 继承方式

1.11 final 关键字

1.12 继承与组合

2. 多态

2.1 多态的概念

2.2 多态实现条件

2.3 重写

2.3.4 动态绑定

2.3.5 静态绑定

2.4 向上转型和向下转型

2.4.1 向上转型

2.4.2 向下转型

2.5 多态的优缺点

2.6 避免在构造方法中调用重写的方法

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文章目录

1. 继承

1.1 为什么需要继承

1.2 继承概念

1.3 继承的语法

1.4 父类成员访问

1.4.1 子类中访问父类的成员变量

1.4.2 子类中访问父类的成员方法

1.5 super关键字

1.6 子类构造方法

1.7 super和this

1.8 再谈初始化

1.9 protected 关键字

1.10 继承方式

1.11 final 关键字

1.12 继承与组合

2. 多态

2.1 多态的概念

2.2 多态实现条件

2.3 重写

2.3.4 动态绑定

2.3.5 静态绑定

2.4 向上转型和向下转型

2.4.1 向上转型

2.4.2 向下转型

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