Java多态、final与抽象类：面向对象编程进阶指南

面向对象高级(多态&final&抽象类)

今天我们继续学习面向对象的语法知识，我们今天学习的主要内容是：多态、final、抽象。

学会这些语法知识，可以让我们编写代码更灵活，代码的复用性更高。

一、多态

接下来，我们学习面向对象三大特征的的最后一个特征------多态。

1.1 多态概述

什么是多态？

多态是在继承/实现情况下的一种现象，表现为：对象多态、行为多态。

比如：Teacher和Student都是People的子类，代码可以写成下面的样子

复制代码

public class People {

    String name = "父类";

    public void run(){
        System.out.println("人会跑");
    }

}

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public class Teacher extends People{

    String name = "老师";

    @Override
    public void run() {
        System.out.println("老师跑的比较慢~~~");
    }

    // 独有功能
    public void teach(){
        System.out.println("老师教授Java~~~");
    }

}

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public class Student extends People{
    String name = "学生";

    @Override
    public void run() {
        System.out.println("学生跑的飞快~~~");
    }

    // 独有功能
    public void study(){
        System.out.println("学生好好学习~~~");
    }
}

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public class Test1 {
    public static void main(String[] args) {
        // 目标：认识多态
        People p1 = new Teacher();
        System.out.println(p1.name); // 识别技巧: 编译看左边, 运行看右边
        p1.run(); // 识别技巧: 编译看左边, 运行看右边

        People p2 = new Student();
        System.out.println(p2.name); // 识别技巧: 编译看左边, 运行看右边
        p2.run(); // 识别技巧: 编译看左边, 运行看右边
    }
}

复制代码

注意:
    多态的前提: 有继承/实现关系；存在父类引用子类对象；存在方法重写。 
    多态的一个注意事项: 多态是对象、行为的多态，Java中的属性(成员变量)不谈多态。

1.2 多态的好处

各位同学，刚才我们认识了什么是多态。那么多态的写法有什么好处呢？

在多态形式下，右边的对象是解耦合的，更便于扩展和维护。

怎么理解这句话呢？比如刚开始p1指向Student对象，run方法执行的就是Student对象的业务；假如p1指向Teacher对象，run方法执行的自然是Teacher对象的业务，右边对象可以随时切换，后续业务随机改变。

定义方法时，使用父类类型作为形参，可以接收一切子类对象，扩展性更强，更便利。

复制代码

public class Test2 {
    public static void main(String[] args) {
        // 目标：掌握使用多态的好处
        // 好处1:可以实现解耦合，右边对象可以随时切换，后续业务随机改变
        People p1 = new Student();
        p1.run();

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

        Teacher t = new Teacher();
        go(t);

        Student s = new Student();
        go(s);
    }

    // 好处2:可以使用父类类型的变量作为形参，可以接收一切子类对象。
    // 参数People p既可以接收Student对象，也能接收Teacher对象。
    public static void go(People p){
        System.out.println("开始------------------------");
        p.run();
        System.out.println("结束------------------------");
    }
}

1.3 类型转换

虽然多态形式下有一些好处，但是也有一些弊端。

在多态形式下，不能调用子类特有的方法，比如在Teacher类中多了一个teach方法，在Student类中多了一个study方法，这两个方法在多态形式下是不能直接调用的。

多态形式下不能直接调用子类特有方法，但是转型后是可以调用的。

这里所说的转型就是把父类变量转换为子类类型。

复制代码

public class Test2 {
    public static void main(String[] args) {
        // 目标：掌握使用多态的好处
        // 好处1:可以实现解耦合，右边对象可以随时切换，后续业务随机改变
        People p1 = new Student();
        p1.run();

        // p1.study(); // 多态形式下，不能调用子类特有的方法

        // 想要调用就需要强制类型转换
        Student s1 = (Student) p1;
        s1.study();
        
        //强制类型转换可能存在的问题:编译阶段有继承或实现关系就可以强制, 但是运行时可能会出现类型转换异常
        // Teacher t1 = (Teacher) p1; // 运行时: ClassCastException 类型转换异常

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

        Teacher t2 = new Teacher();
        go(t2);

        Student s2 = new Student();
        go(s2);
    }

    //好处2:可以使用父类类型的变量作为形参，可以接收一切子类对象。
    public static void go(People p){
        System.out.println("开始------------------------");
        p.run();
        System.out.println("结束------------------------");
    }

}

强转前，Java建议：

使用instanceof关键字，判断当前对象的真实类型，再进行强转

p instanceof Student ==> 判断当前对象是否真实类型或者子类

格式如下：

复制代码

//如果p接收的是子类对象
if(父类变量 instanceof 子类){
    //则可以将p转换为子类类型
    子类 变量名 = (子类)父类变量;
}

如果类型转换错了，就会出现类型转换异常ClassCastException，比如把Teacher类型转换成了Student类型.

关于多态转型问题，我们最终记住一句话：原本是什么类型，才能还原成什么类型