Java类的设计----多态性及其应用

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

 public class Person {
 
     //仅在类的内部可以访问.
     private String email;
     //在同一个包内该属性可以被访问.
     String major;
     //在子类中该属性可以被访问, 且该子类可以跨包
     protected int salary;
 
     //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.
     public String name;
     public int age;
     public Date birth;
 
     private String lover;
 
     public Person(int i) {
         System.out.println("[Person's constructor...]");
     }
 
     public Person() {
         // TODO Auto-generated constructor stub
     }
 
     public String getInfo(){
         return "name: " + name + ", " + "age: " + age + ", " + "birth: " + birth;
     }
 }

Man类继承Person类

 public class Man extends Person{
 
     public void work(){
         System.out.println("男人工作...");
     }
 
     @Override
     public String getInfo() {
         return "Man's getInfo";
     }
 }

Woman类继承Person类

 public class Woman extends Person{
 
     public void shopping(){
         System.out.println("女人购物...");
     }
 }

TestPerson类

 public class TestPerson {
     public static void main(String[] args) {
 
         //多态
 
         //1. 创建一个 Man 的实例
         Man m1 = new Man();
 
         //2. 创建一个 Woman 的实例
         Woman w1 = new Woman();
 
         //3. 创建一个 Person 的实例
         Person p1 = new Person();
 
         /**
          * 多态: 在Java中，父类的引用可以指向子类的对象.
          * 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
          * 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)
          * 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
          *    会抛出 java.lang.ClassCastException 异常.
          * 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.
          *    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
          */
         //需要一个人, 但来的是一个男人! OK. 因为男人一定是一个人.
         Person p2 = new Man();
         System.out.println(p2.getInfo()); 
 
         //需要一个人, 但来的是一个女人! OK. 因为女人一定是一个人
         Person p3 = new Woman();
 
         //在多态情况下, 可以进行强制的类型转换
         Man m2 = (Man) p2;
 
         System.out.println(p3 instanceof Man);
         System.out.println(p3 instanceof Woman);
 
 //        System.out.println(m2 instanceof Person);
 
 //        Man m3 = (Man) p3;
 
         //需要一个男人, 但来的是个人! NO. 因为人不一定是男人.
         //Man m2 = new Person();
 
         //需要个男人, 但来的是一个女人。 NO!
         //Man m3 = new Woamn();
 
         Student student = new Student();
         student.name = "Jerry";
         student.birth = new Date();
         student.age = 1;
         student.school = "atguigu";
 
         System.out.println(student.getInfo());
     }
 }

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”

 class Person {
     protected String name="person";
     protected int age=;
     public String getInfo() {
         return "Name: "+ name + "\n" +"age: "+ age;
     }
 }
 class Student extends Person {
     protected String school="pku";
     public String getInfo() {
         return  "Name: "+ name + "\nage: "+ age + "\nschool: "+ school;
     }
 }
 class Graduate extends Student {
     public String major="IT";
     public String getInfo(){
         return  "Name: "+ name + "\nage: "+ age + "\nschool: "+ school+"\nmajor:"+major;
     }
 }

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

 public class Person {
     protected String name="person";
     protected int age=50;
     public String getInfo() {
               return "Name: "+ name + "\n" +"age: "+ age;
     }
 }
 class Student extends Person {
     protected String school="pku";
     public String getInfo() {
                 return  "Name: "+ name + "\nage: "+ age
               + "\nschool: "+ school;
     }
 
 }
 class Graduate extends Student{
     public String major="IT";
     public String getInfo()
     {
         return  "Name: "+ name + "\nage: "+ age
               + "\nschool: "+ school+"\nmajor:"+major;
     }
 }

TestInstance类

 package com.atgugu.java.ex;
 
 public class TestInstance {
 
     /*
        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”
      */
 
     public void method1(Person e) {
         String info = e.getInfo();
         System.out.println(info);
 
         if(e instanceof Graduate){
             System.out.println("a graduated student");
         }
         if(e instanceof Student){
             System.out.println("a student");
         }
         if(e instanceof Person){
             System.out.print("a person");
         }
 
         System.out.println("\n");
 
     }
 
     public static void main(String[] args) {
 
         TestInstance ti = new TestInstance();
 
         Person p1 = new Person();
         ti.method1(p1);
 
         Person p2 = new Student();
         ti.method1(p2);
 
         Person p3 = new Graduate();
         ti.method1(p3);
     }
 }