【JAVA】多态的概念与实际利用

一时失言乱红尘 2024-04-14 12:02 14阅读 0赞

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## 前言 ##

在面向对象(OOP)的程序设计语言中，多态与封装、继承合称为OOP的三大特性。在今天，我们就来学习一下JAVA中的多态是什么样子的。、  
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## 多态 ##

指一个对象在不同情况下可以表现出不同的行为。Java多态性分为两种：编译时多态性（静态多态性）和运行时多态性（动态多态性）。

> *编译时多态性：也称为静态多态性，是指在编译期间就能确定方法的调用方式、参数类型及返回值类型等，主要通过方法重载实现。*  
> *运行时多态性：也称为动态多态性，是指在运行期间才能确定方法的调用方式，主要通过方法重写实现。Java中实现运行时多态性的关键是继承和方法重写。*

具体来说，**当一个类的子类重新定义了一个或多个已在父类中定义的方法时，那么子类的对象将可以调用重新定义的方法，而不是调用父类中的方法**。这种现象称为方法重写。当通过父类的引用变量来引用一个子类的对象时，父类引用变量不能直接调用子类中重新定义的方法，而是要调用子类中的方法，这种多态性称为动态多态性。

## 多态实现的重要条件 ##

Java多态实现的重要条件包括：

> 1.  **继承**：`必须有继承关系，子类必须继承父类`。
> 2.  **覆盖**：子类必须`重写父类的方法`。
> 3.  **向上转型**：可以声明一个`父类引用类型`的变量，将它指向一个子类对象。通过这种方式调用方法，就可以实现多态。
> 4.  **动态绑定**：在运行时而`不是编译时进行方法调用`。这样就能够根据实际调用的对象类型来决定调用哪个方法，实现多态。

## 虚函数 ##

在Java中，所有方法都是虚函数，因为它们都是在运行时动态绑定的。当子类继承父类时，它可以覆盖父类的方法，但具体调用哪个方法取决于对象的实际类型而不是变量的声明类型。因此，可以在运行时动态处理对象的多态性。

> 使用关键字“override”来覆盖父类的方法。子类中的方法必须与父类中被覆盖的方法具有相同的名称、参数列表和返回类型。这样，当调用子类中的方法时，根据对象的类型来确定应该调用哪个方法。

## 实例 ##

假设我们有一个Animal类和一个Cat类，Cat类是Animal类的子类。

Animal类中定义了一个虚方法makeSound()，它会输出动物发出的声音：

public class Animal {
        
        public void makeSound() {
        
            System.out.println("The animal makes a sound");
        }
    }

Cat类继承了Animal类并覆盖了makeSound()方法：

public class Cat extends Animal {
        
        public void makeSound() {
        
            System.out.println("The cat meows");
        }
    }

现在，我们可以实例化一个Animal对象和一个Cat对象，并调用它们makeSound()方法：

Animal animal = new Animal();
    Cat cat = new Cat();
    
    animal.makeSound(); // 输出 "The animal makes a sound"
    cat.makeSound(); // 输出 "The cat meows"

注意，由于Cat类继承了Animal类，因此可以使用Cat对象来代替Animal对象，因为它们都是Animal类的实例。这就是面向对象编程中的多态性。

## 多态的实现方式 ##

方式一：重写：  
这个内容已经在上一篇文章中我有详细的讲过[Java 重写(Override)与重载(Overload)][Java _Override_Overload]  
方式二：接口

1.  生活中的接口最具代表性的就是插座，例如一个三接头的插头都能接在三孔插座中，因为这个是每个国家都有各自规定的接口规则，有可能到国外就不行，那是因为国外自己定义的接口类型。
2.  java中的接口类似于生活中的接口，就是一些方法特征的集合，但没有方法的实现。具体可以看 java接口 这一章节的内容。

方式三：抽象类和抽象方法

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[JAVA]: https://blog.csdn.net/weixin_73602725/category_12366012.html?spm=1001.2014.3001.5482
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[Java _Override_Overload]: https://editor.csdn.net/md/?articleId=132909903