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多态
多态是一种编程范式,描述同一接口的多种实现方式。具体而言,通过多态,一个接口可以依据实现类的不同而执行不同的操作。以下是多态的核心概念及其优势:
概念:多态指对象根据其类型选择适当的方法执行。例如,一个接口可以有多个实现类,每个实现类可以提供不同的实现方式。通过引用接口,客户代码可以动态调用具体实现类的方法,而无需提前知道具体的实现类。
优势:通过多态,代码的可维护性和可扩展性显著提升。开发者无需为每个实现类编写独立的代码,只需实现接口中的抽象方法即可。继承是实现多态的核心机制,没有继承就没有多态。
通过父类实现多态的例子:主人喂宠物
在这个例子中,我们通过鸽巢原理实现了多态的概念:
Pet类:这是一个抽象类,包含抽象方法 eat()
。抽象方法的作用是迫使所有继承类(如Dog和Penguin)必须实现该方法。
Dog类:继承Pet类并重写 eat()
方法,根据自身的实现需求执行特定操作。
Penguin类:同样继承Pet类,并根据自身需求重写 eat()
方法。
Master类:这类类似于一个宠物饲养者,拥有一个喂食(feed)方法。该方法的参数是一个Pet对象。
public void feed(Pet pet) { pet.eat();}
- 测试类(TestMain):创建不同宠物对象并传递给Master类进行喂食操作。通过将同一接口(Pet)赋予不同的实现类(Dog和Penguin),展示了多态的实际应用。
-
继承:子类必须继承父类才能实现多态。没有继承就没有多态。
-
方法重写:子类必须重写父类中的方法(或是实现接口的方法)。如果没有方法重写,多态也无法实现。
-
引用变量指向子类对象:父类引用变量必须指向子类对象。例如,
Pet pet = new Dog();
,这种情况下,pet
是一个指向Dog对象的引用变量。 -
类型判断:用来确定对象的实际类型。
-
安全性:可以避免 ClassCastException(类型转换异常)。
示例:
Pet pet = new Dog(); if (pet instanceof Dog) { Dog dog = (Dog) pet; dog.play(); } else if (pet instanceof Penguin) { Penguin pen = (Penguin) pet; pen.play(); }
-
可扩展性:支持动态类型判断,适用于通过反射或动态代理创建的对象。
Dog d = new Dog("旺财", 100, 100, "哈士奇"); Penguin p = new Penguin("楠楠", 10, 10, "Q妹"); Master m = new Master("王先生", 100); m.feed(d); m.feed(p);
多态实现的条件
多态需要满足三个条件:
父类到子类的转换:向下转型
向下转型是将父类引用变量赋值为子类对象的过程。以下是向下转型的常见示例:
Pet pet = new Dog(); Dog dog = (Dog) pet; // 向下转型成功,dog 是 Dog 类型的引用变量dog.play(); // 调用 Dog 类特有的方法Penguin pen = (Penguin) pet; // 如果 pet 是 Penguin 类对象,向下转型成功pen.play(); // 如果 pet 不是 Penguin 类对象,会发生 ClassCastException
向下转型需要谨慎操作,否则可能会引发运行时错误。开发者需要先确认对象类型,然后进行向下转型。
判断对象类型:instanceof 运算符
instanceof
运算符用于判断对象是否属于某个类(或接口)。其功能包括:
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