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Java中关于多态的总结

ops 2025/9/1 20:32:06

多态是面向对象编程的三大特性之一（封装、继承、多态），它允许不同类的对象对同一消息做出不同的响应。

多态的基本概念

1、定义

多态(Polymorphism)指同一操作作用于不同的对象，可以有不同的解释，产生不同的执行结果。

父类的引用指向子类的对象，只能调用父类的方法和子类重写的父类的方法，不能调用子类独有的方法。

2、多态的必要条件

继承关系：存在继承或实现关系
方法重写：子类重写父类方法
父类引用指向子类对象：向上转型(Upcasting)

3、多态的表现形式

编译时多态：方法重载(Overload)
运行时多态：方法重写(Override)

多态的实现方式

1、方法重写实现多态

class Animal {public void makeSound() {System.out.println("动物发出声音");}
}class Cat extends Animal {@Overridepublic void makeSound() {System.out.println("喵喵喵");}
}class Dog extends Animal {@Overridepublic void makeSound() {System.out.println("汪汪汪");}
}public class Test {public static void main(String[] args) {Animal a1 = new Cat();  // 向上转型Animal a2 = new Dog();  // 向上转型a1.makeSound();  // 输出"喵喵喵" - 运行时多态a2.makeSound();  // 输出"汪汪汪" - 运行时多态}
}

2、接口实现多态

interface Shape {void draw();
}class Circle implements Shape {@Overridepublic void draw() {System.out.println("绘制圆形");}
}class Square implements Shape {@Overridepublic void draw() {System.out.println("绘制方形");}
}public class Test {public static void main(String[] args) {Shape s1 = new Circle();Shape s2 = new Square();s1.draw();  // 输出"绘制圆形"s2.draw();  // 输出"绘制方形"}
}

3、抽象类、抽象方法实现多态

abstract class Shape {abstract double area();  // 抽象方法void display() {        // 具体方法System.out.println("面积：" + area());}
}class Circle extends Shape {private double radius;Circle(double r) { this.radius = r; }@Overridedouble area() {return Math.PI * radius * radius;}
}// 使用多态
Shape shape = new Circle(5.0);
shape.display();  // 输出"面积：78.53981633974483"

多态中的类型转换

1、向上转型

Animal animal = new Cat();  // 向上转型

自动类型转换

子类转父类

安全，不会抛出异常

2、向下转型

Animal animal = new Cat();if (animal instanceof Cat) {Cat cat = (Cat) animal;  // 向下转型cat.catchMouse();  // 调用Cat特有方法
}

强制类型转换

父类转子类

不安全，可能抛出ClassCastException

建议先用instanceof检查

多态的特点

可替换性：多态对已存在的代码具有可替换性
可扩展性：新增子类不影响多态特性的使用
灵活性：在应用中体现了灵活多样的操作
简化性：简化了应用代码的编写和修改过程

多态与重载的区别

1、基本定义对比

2、方法签名对比

3、继承关系对比

多态的实例【理解方法调用】

//创建子对象时一定先创建父对象
Animal a1=new Cat();

Cat cat = new Cat();
//Cat:类名
//cat:变量
//new:关键字
//Cat():构造器

Java当中的数据类型，决定数据在内存中的存储形式

在下面的实例中，一共有4个类：A、B、C、D

//A类
public class A {public String Show(D obj) {return "A and D";}public String Show(A obj) {return "A and A";}
}
//B类
public class B extends A{public String Show(Object obj) {return "B and B";}public String Show(A obj) {return "B and A";}
}
//C类
public class C extends B{
}
//D类
public class D  extends B{}

测试类：

public class Test {public static void main(String[] args) {A a1 = new A();A a2 = new B();B b  =  new B();C c  =  new C();D d  =  new D();System.out.println("1---"+a1.Show(b));System.out.println("2---"+a1.Show(c));System.out.println("3---"+a1.Show(d));System.out.println("4----"+a2.Show(b));System.out.println("5----"+a2.Show(c));System.out.println("6----"+a2.Show(d));System.out.println("7---"+b.Show(b));System.out.println("8---"+b.Show(c));System.out.println("9---"+b.Show(d));}
}