Java语言学习day22--7月28日

###12多态概述
* A: 多态概述
多态是继封装、继承之后，面向对象的第三大特性。
现实事物经常会体现出多种形态，如学生，学生是人的一种，则一个具体的同学张三既是学生也是人，即出现两种形态。
Java作为面向对象的语言，同样可以描述一个事物的多种形态。如Student类继承了Person类，一个Student的对象便既是Student，又是Person。
Java中多态的代码体现在一个子类对象(实现类对象)既可以给这个子类(实现类对象)引用变量赋值，又可以给这个子类(实现类对象)的父类(接口)变量赋值。
如Student类可以为Person类的子类。那么一个Student对象既可以赋值给一个Student类型的引用，也可以赋值给一个Person类型的引用。
最终多态体现为父类引用变量可以指向子类对象。
多态的前提是必须有子父类关系或者类实现接口关系，否则无法完成多态。
在使用多态后的父类引用变量调用方法时，会调用子类重写后的方法。

###13多态调用的三种格式
* A:多态的定义格式：
* 就是父类的引用变量指向子类对象
父类类型 变量名 = new 子类类型();
变量名.方法名();

* B: 普通类多态定义的格式
父类 变量名 = new 子类();
举例：
class Fu {}
class Zi extends Fu {}
//类的多态使用
Fu f = new Zi();
* C: 抽象类多态定义格式
抽象类 变量名 = new 抽象类子类();
举例：
abstract class Fu {
public abstract void method();
}
class Zi extends Fu {
public void method(){
System.out.println(“重写父类抽象方法”);
}
}
//类的多态使用
Fu fu= new Zi();
* D: 接口多态定义的格式
接口 变量名 = new 接口实现类();
如： interface Fu {
public abstract void method();
}
class Zi implements Fu {
public void method(){
System.out.println(“重写接口抽象方法”);
}
}
//接口的多态使用
Fu fu = new Zi();
* E: 注意事项
同一个父类的方法会被不同的子类重写。在调用方法时，调用的为各个子类重写后的方法。
如 Person p1 = new Student();
Person p2 = new Teacher();
p1.work(); //p1会调用Student类中重写的work方法
p2.work(); //p2会调用Teacher类中重写的work方法
当变量名指向不同的子类对象时，由于每个子类重写父类方法的内容不同，所以会调用不同的方法。

###14多态成员方法的特点
* A: 掌握了多态的基本使用后，那么多态出现后类的成员有啥变化呢？前面学习继承时，我们知道子父类之间成员变量有了自己的特定变化，
* 那么当多态出现后，成员变量在使用上有没有变化呢？
* 多态出现后会导致子父类中的成员变量有微弱的变化

* B: 代码演示
class Fu {
int num = 4;
}
class Zi extends Fu {
int num = 5;
}
class Demo {
public static void main(String[] args) {
Fu f = new Zi();
System.out.println(f.num);
Zi z = new Zi();
System.out.println(z.num);
}
}

* C: 多态成员变量
当子父类中出现同名的成员变量时，多态调用该变量时：
编译时期：参考的是引用型变量所属的类中是否有被调用的成员变量。没有，编译失败。
运行时期：也是调用引用型变量所属的类中的成员变量。
简单记：编译和运行都参考等号的左边。编译运行看左边。

* D: 多态出现后会导致子父类中的成员方法有微弱的变化。看如下代码
class Fu {
int num = 4;
void show() {
System.out.println("Fu show num");
}
}
class Zi extends Fu {
int num = 5;
void show() {
System.out.println("Zi show num");
}
}
class Demo {
public static void main(String[] args) {
Fu f = new Zi();
f.show();
}
}

* E: 多态成员方法
编译时期：参考引用变量所属的类，如果没有类中没有调用的方法，编译失败。
运行时期：参考引用变量所指的对象所属的类，并运行对象所属类中的成员方法。
简而言之：编译看左边，运行看右边。

###15instanceof关键字
* A: 作用
可以通过instanceof关键字来判断某个对象是否属于某种数据类型。如学生的对象属于学生类，学生的对象也属于人类

* 格式:
boolean b = 对象 instanceof 数据类型;

* 举例:
Person p1 = new Student(); // 前提条件，学生类已经继承了人类
boolean flag = p1 instanceof Student; //flag结果为true
boolean flag2 = p2 instanceof Teacher; //flag结果为false

###16多态-向上转型
* A: 多态的转型分为向上转型与向下转型两种：

* B: 向上转型：当有子类对象赋值给一个父类引用时，便是向上转型，多态本身就是向上转型的过程。
使用格式：
父类类型 变量名 = new 子类类型();
如：Person p = new Student();

###17多态-向下转型
* A: 向下转型：一个已经向上转型的子类对象可以使用强制类型转换的格式，将父类引用转为子类引用，这个过程是向下转型。如果是直接创建父类对象，是无法向下转型的！
使用格式：
子类类型 变量名 = (子类类型) 父类类型的变量;
如:Student stu = (Student) p; //变量p 实际上指向Student对象

###18多态的好处和弊端
* A: 多态的好处和弊端
* 当父类的引用指向子类对象时，就发生了向上转型，即把子类类型对象转成了父类类型。
向上转型的好处是隐藏了子类类型，提高了代码的扩展性。
* 但向上转型也有弊端，只能使用父类共性的内容，而无法使用子类特有功能，功能有限制。

* B: 看如下代码
//描述动物类，并抽取共性eat方法
abstract class Animal {
abstract void eat();
}

// 描述狗类，继承动物类，重写eat方法，增加lookHome方法
class Dog extends Animal {
void eat() {
System.out.println("啃骨头");
}

void lookHome() {
System.out.println("看家");
}
}

// 描述猫类，继承动物类，重写eat方法，增加catchMouse方法
class Cat extends Animal {
void eat() {
System.out.println("吃鱼");
}

void catchMouse() {
System.out.println("抓老鼠");
}
}

public class Test {
public static void main(String[] args) {
Animal a = new Dog(); //多态形式，创建一个狗对象
a.eat(); // 调用对象中的方法，会执行狗类中的eat方法
// a.lookHome();//使用Dog类特有的方法，需要向下转型，不能直接使用

// 为了使用狗类的lookHome方法，需要向下转型
// 向下转型过程中，可能会发生类型转换的错误，即ClassCastException异常
// 那么，在转之前需要做健壮性判断
if( !a instanceof Dog){ // 判断当前对象是否是Dog类型
System.out.println("类型不匹配，不能转换");
return;
}
Dog d = (Dog) a; //向下转型
d.lookHome();//调用狗类的lookHome方法
}
}

* C 多态总结:
什么时候使用向上转型：
当不需要面对子类类型时，通过提高扩展性，或者使用父类的功能就能完成相应的操作，这时就可以使用向上转型。
如：Animal a = new Dog();
a.eat();
什么时候使用向下转型
当要使用子类特有功能时，就需要使用向下转型。
如：Dog d = (Dog) a; //向下转型
d.lookHome();//调用狗类的lookHome方法
向下转型的好处：可以使用子类特有功能。
弊端是：需要面对具体的子类对象；在向下转型时容易发生ClassCastException类型转换异常。在转换之前必须做类型判断。
如：if( !a instanceof Dog){…}

###19多态举例
* A: 毕老师和毕姥爷的故事
* 案例:
/*
描述毕老师和毕姥爷，
毕老师拥有讲课和看电影功能
毕姥爷拥有讲课和钓鱼功能
*/
class 毕姥爷 {
void 讲课() {
System.out.println("政治");
}

void 钓鱼() {
System.out.println("钓鱼");
}
}

// 毕老师继承了毕姥爷，就有拥有了毕姥爷的讲课和钓鱼的功能，
// 但毕老师和毕姥爷的讲课内容不一样，因此毕老师要覆盖毕姥爷的讲课功能
class 毕老师 extends 毕姥爷 {
void 讲课() {
System.out.println("Java");
}

void 看电影() {
System.out.println("看电影");
}
}

public class Test {
public static void main(String[] args) {
// 多态形式
毕姥爷 a = new 毕老师(); // 向上转型
a.讲课(); // 这里表象是毕姥爷，其实真正讲课的仍然是毕老师，因此调用的也是毕老师的讲课功能
a.钓鱼(); // 这里表象是毕姥爷，但对象其实是毕老师，而毕老师继承了毕姥爷，即毕老师也具有钓鱼功能

// 当要调用毕老师特有的看电影功能时，就必须进行类型转换
毕老师 b = (毕老师) a; // 向下转型
b.看电影();
}

###20笔记本电脑案例
* A:案例介绍
* 定义USB接口（具备开启功能、关闭功能），笔记本要使用USB设备，即笔记本在生产时需要预留可以插入USB设备的USB接口，即就是笔记本具备使用USB设备的功能，
* 但具体是什么USB设备，笔记本并不关心，只要符合USB规格的设备都可以。鼠标和键盘要想能在电脑上使用，那么鼠标和键盘也必须遵守USB规范，不然鼠标和键盘的生产出来无法使用
* 进行描述笔记本类，实现笔记本使用USB鼠标、USB键盘
USB接口，包含开启功能、关闭功能
笔记本类，包含运行功能、关机功能、使用USB设备功能
鼠标类，要符合USB接口
键盘类，要符合USB接口

* B: 案例分析
* 阶段一：
使用笔记本，笔记本有运行功能，需要笔记本对象来运行这个功能
* 阶段二：
想使用一个鼠标，又有一个功能使用鼠标，并多了一个鼠标对象。
* 阶段三：
还想使用一个键盘 ，又要多一个功能和一个对象
* 问题：每多一个功能就需要在笔记本对象中定义一个方法，不爽，程序扩展性极差。
降低鼠标、键盘等外围设备和笔记本电脑的耦合性。

###21笔记本电脑案例代码实现
* A: 代码实现
定义鼠标、键盘，笔记本三者之间应该遵守的规则
interface USB {
void open();// 开启功能

void close();// 关闭功能
}

鼠标实现USB规则
class Mouse implements USB {
public void open() {
System.out.println("鼠标开启");
}

public void close() {
System.out.println("鼠标关闭");
}
}

键盘实现USB规则
class KeyBoard implements USB {
public void open() {
System.out.println("键盘开启");
}

public void close() {
System.out.println("键盘关闭");
}
}

定义笔记本
class NoteBook {
// 笔记本开启运行功能
public void run() {
System.out.println("笔记本运行");
}

// 笔记本使用usb设备，这时当笔记本对象调用这个功能时，必须给其传递一个符合USB规则的USB设备
public void useUSB(USB usb) {
// 判断是否有USB设备
if (usb != null) {
usb.open();
usb.close();
}
}

public void shutDown() {
System.out.println("笔记本关闭");
}
}

public class Test {
public static void main(String[] args) {
// 创建笔记本实体对象
NoteBook nb = new NoteBook();
// 笔记本开启
nb.run();

// 创建鼠标实体对象
Mouse m = new Mouse();
// 笔记本使用鼠标
nb.useUSB(m);

// 创建键盘实体对象
KeyBoard kb = new KeyBoard();
// 笔记本使用键盘
nb.useUSB(kb);

// 笔记本关闭
nb.shutDown();
}
}