java個人筆記之多態轉型（java多態向上轉型）

本文目錄一覽：

• 1、北大青鳥java培訓：java多態的總結？
• 2、java多態向上轉型
• 3、談談你對Java中的多態的理解.(為什麼要使用多態，有什麼好處，一般用在什麼場合)
• 4、java的多態怎麼實現？

北大青鳥java培訓：java多態的總結？

父類引用指向子類對象是Java比較基礎的概念。

Java作為一門面向對象編程的語言，調用對象是在編程中經常用到的。

北大青鳥為大家詳細說明這一概念。

例如父類Animal，子類Cat,Dog。

其中Animal可以是類也可以是介面，Cat和Dog是繼承或實現Animal的子類。

Animalanimal=newCat();即聲明的是父類，實際指向的是子類的一個對象。

那這麼使用的優點是什麼，為什麼要這麼用？可以用這幾個關鍵詞來概括：多態、動態鏈接，向上轉型。

也有人說這是面向介面編程，可以降低程序的耦合性，即調用者不必關心調用的是哪個對象，只需要針對介面編程就可以了，被調用者對於調用者是完全透明的。

讓你更關注父類能做什麼,而不去關心子類是具體怎麼做的,你可以隨時替換一個子類,也就是隨時替換一個具體實現,而不用修改其他。

以後結合設計模式（如工廠模式，代理模式）和反射機制可能有更深理解。

下面介紹Java的多態性和其中的動態鏈接，向上轉型：面向對象的三個特徵：封裝、繼承和多態；封裝隱藏了類的內部實現機制，可以在不影響使用者的前提下修改類的內部結構，同時保護了數據；繼承是為了重用父類代碼，子類繼承父類就擁有了父類的成員。

方法的重寫、重載與動態連接構成多態性。

Java之所以引入多態的概念，原因之一是它在類的繼承問題上和C++不同，後者允許多繼承，這確實給其帶來的非常強大的功能，但是複雜的繼承關係也給C++開發者帶來了更大的麻煩，為了規避風險，Java只允許單繼承，派生類與基類間有IS-A的關係（即「貓」isa「動物」）。

這樣做雖然保證了繼承關係的簡單明了，但是勢必在功能上有很大的限制，所以，Java引入了多態性的概念以彌補這點的不足，此外，抽象類和介面也是解決單繼承規定限制的重要手段。

同時，多態也是面向對象編程的精髓所在。

理解多態，首先要知道「向上轉型」。

我定義了一個子類Cat，它繼承了Animal類，那麼後者就是前者是父類。

我可以通過 Catc=newCat(); 實例化一個Cat的對象，這個不難理解。

但當我這樣定義時： Animala=newCat(); 這代表什麼意思呢？ 很簡單，它表示我定義了一個Animal類型的引用，指向新建的Cat類型的對象。

由於Cat是繼承自它的父類Animal，所以Animal類型的引用是可以指向Cat類型的對象的。

這就是「向上轉型」。

java多態向上轉型

a調用method1執行的是B類中的方法，因為a實際上是B類型的對象，正確調用被重寫的方法正是多態的優點。

java成員變數不能被重寫，子類聲明同名的成員變數會把父類的變數「隱藏」或者說是「覆蓋」，所以向上轉型後就會調用父類被隱藏的變數。

談談你對Java中的多態的理解.(為什麼要使用多態，有什麼好處，一般用在什麼場合)

面向對象編程有三大特性：封裝、繼承、多態。

封裝隱藏了類的內部實現機制，可以在不影響使用的情況下改變類的內部結構，同時也保護了數據。對外界而已它的內部細節是隱藏的，暴露給外界的只是它的訪問方法。

繼承是為了重用父類代碼。兩個類若存在IS-A的關係就可以使用繼承。，同時繼承也為實現多態做了鋪墊。

那麼什麼是多態呢？多態的實現機制又是什麼？請看我一一為你揭開：

所謂多態

就是指程序中定義的引用變數所指向的具體類型和通過該引用變數發出的方法調用在編程時並不確定，而是在程序運行期間才確定，即一個引用變數倒底會指向哪個類的實例對象，該引用變數發出的方法調用到底是哪個類中實現的方法，必須在由程序運行期間才能決定。因為在程序運行時才確定具體的類，這樣，不用修改源程序代碼，就可以讓引用變數綁定到各種不同的類實現上，從而導致該引用調用的具體方法隨之改變，即不修改程序代碼就可以改變程序運行時所綁定的具體代碼，讓程序可以選擇多個運行狀態，這就是多態性。

比如你是一個酒神，對酒情有獨鍾。某日回家發現桌上有幾個杯子裡面都裝了白酒，從外面看我們是不可能知道這是些什麼酒，只有喝了之後才能夠猜出來是何種酒。你一喝，這是劍南春、再喝這是五糧液、再喝這是酒鬼酒….在這裡我們可以描述成如下：

酒 a = 劍南春

酒 b = 五糧液

酒 c = 酒鬼酒

…

這裡所表現的的就是多態。劍南春、五糧液、酒鬼酒都是酒的子類，我們只是通過酒這一個父類就能夠引用不同的子類，這就是多態——我們只有在運行的時候才會知道引用變數所指向的具體實例對象。

誠然，要理解多態我們就必須要明白什麼是「向上轉型」。在繼承中我們簡單介紹了向上轉型，這裡就在啰嗦下：在上面的喝酒例子中，酒（Win）是父類，劍南春（JNC）、五糧液（WLY）、酒鬼酒（JGJ）是子類。我們定義如下代碼：

JNC a = new JNC();

對於這個代碼我們非常容易理解無非就是實例化了一個劍南春的對象嘛！但是這樣呢？

Wine a = new JNC();

在這裡我們這樣理解，這裡定義了一個Wine 類型的a，它指向JNC對象實例。由於JNC是繼承與Wine，所以JNC可以自動向上轉型為Wine，所以a是可以指向JNC實例對象的。這樣做存在一個非常大的好處，在繼承中我們知道子類是父類的擴展，它可以提供比父類更加強大的功能，如果我們定義了一個指向子類的父類引用類型，那麼它除了能夠引用父類的共性外，還可以使用子類強大的功能。

但是向上轉型存在一些缺憾，那就是它必定會導致一些方法和屬性的丟失，而導致我們不能夠獲取它們。所以父類類型的引用可以調用父類中定義的所有屬性和方法，對於只存在與子類中的方法和屬性它就望塵莫及了。

public class Wine {  

    public void fun1(){  

        System.out.println(“Wine 的Fun…..”);  

        fun2();  

    }  

    public void fun2(){  

        System.out.println(“Wine 的Fun2…”);  

    }  

}  

public class JNC extends Wine{  

    /** 

     * @desc 子類重載父類方法 

     *        父類中不存在該方法，向上轉型後，父類是不能引用該方法的 

     * @param a 

     * @return void 

     */  

    public void fun1(String a){  

        System.out.println(“JNC 的 Fun1…”);  

        fun2();  

    }  

    /** 

     * 子類重寫父類方法 

     * 指向子類的父類引用調用fun2時，必定是調用該方法 

     */  

    public void fun2(){  

        System.out.println(“JNC 的Fun2…”);  

    }  

}  

public class Test {  

    public static void main(String[] args) {  

        Wine a = new JNC();  

        a.fun1();  

    }  

}

————————————————-

Output:

Wine 的Fun…..

JNC 的Fun2…

從程序的運行結果中我們發現，a.fun1()首先是運行父類Wine中的fun1().然後再運行子類JNC中的fun2()。

分析：在這個程序中子類JNC重載了父類Wine的方法fun1()，重寫fun2()，而且重載後的fun1(String a)與 fun1()不是同一個方法，由於父類中沒有該方法，向上轉型後會丟失該方法，所以執行JNC的Wine類型引用是不能引用fun1(String a)方法。而子類JNC重寫了fun2() ，那麼指向JNC的Wine引用會調用JNC中fun2()方法。

所以對於多態我們可以總結如下：

指向子類的父類引用由於向上轉型了，它只能訪問父類中擁有的方法和屬性，而對於子類中存在而父類中不存在的方法，該引用是不能使用的，儘管是重載該方法。若子類重寫了父類中的某些方法，在調用該些方法的時候，必定是使用子類中定義的這些方法（動態連接、動態調用）。

對於面向對象而已，多態分為編譯時多態和運行時多態。其中編輯時多態是靜態的，主要是指方法的重載，它是根據參數列表的不同來區分不同的函數，通過編輯之後會變成兩個不同的函數，在運行時談不上多態。而運行時多態是動態的，它是通過動態綁定來實現的，也就是我們所說的多態性。

多態的實現

      2.1實現條件

在剛剛開始就提到了繼承在為多態的實現做了準備。子類Child繼承父類Father，我們可以編寫一個指向子類的父類類型引用，該引用既可以處理父類Father對象，也可以處理子類Child對象，當相同的消息發送給子類或者父類對象時，該對象就會根據自己所屬的引用而執行不同的行為，這就是多態。即多態性就是相同的消息使得不同的類做出不同的響應。

 Java實現多態有三個必要條件：繼承、重寫、向上轉型。

繼承：在多態中必須存在有繼承關係的子類和父類。

重寫：子類對父類中某些方法進行重新定義，在調用這些方法時就會調用子類的方法。

向上轉型：在多態中需要將子類的引用賦給父類對象，只有這樣該引用才能夠具備技能調用父類的方法和子類的方法。

只有滿足了上述三個條件，我們才能夠在同一個繼承結構中使用統一的邏輯實現代碼處理不同的對象，從而達到執行不同的行為。

對於Java而言，它多態的實現機制遵循一個原則：當超類對象引用變數引用子類對象時，被引用對象的類型而不是引用變數的類型決定了調用誰的成員方法，但是這個被調用的方法必須是在超類中定義過的，也就是說被子類覆蓋的方法。

2.2實現形式

在Java中有兩種形式可以實現多態。繼承和介面。

      2.2.1、基於繼承實現的多態

基於繼承的實現機制主要表現在父類和繼承該父類的一個或多個子類對某些方法的重寫，多個子類對同一方法的重寫可以表現出不同的行為。

public class Wine {  

    private String name;  

    public String getName() {  

        return name;  

    }  

    public void setName(String name) {  

        this.name = name;  

    }  

    public Wine(){  

    }  

    public String drink(){  

        return “喝的是 ” + getName();  

    }  

    /** 

     * 重寫toString() 

     */  

    public String toString(){  

        return null;  

    }  

}  

public class JNC extends Wine{  

    public JNC(){  

        setName(“JNC”);  

    }  

    /** 

     * 重寫父類方法，實現多態 

     */  

    public String drink(){  

        return “喝的是 ” + getName();  

    }  

    /** 

     * 重寫toString() 

     */  

    public String toString(){  

        return “Wine : ” + getName();  

    }  

}  

public class JGJ extends Wine{  

    public JGJ(){  

        setName(“JGJ”);  

    }  

    /** 

     * 重寫父類方法，實現多態 

     */  

    public String drink(){  

        return “喝的是 ” + getName();  

    }  

    /** 

     * 重寫toString() 

     */  

    public String toString(){  

        return “Wine : ” + getName();  

    }  

}  

public class Test {  

    public static void main(String[] args) {  

        //定義父類數組  

        Wine[] wines = new Wine[2];  

        //定義兩個子類  

        JNC jnc = new JNC();  

        JGJ jgj = new JGJ();  

        //父類引用子類對象  

        wines[0] = jnc;  

        wines[1] = jgj;  

        for(int i = 0 ; i  2 ; i++){  

            System.out.println(wines[i].toString() + “–” + wines[i].drink());  

        }  

        System.out.println(“——————————-“);  

    }  

}

OUTPUT:

Wine : JNC–喝的是 JNC

Wine : JGJ–喝的是 JGJ

在上面的代碼中JNC、JGJ繼承Wine，並且重寫了drink()、toString()方法，程序運行結果是調用子類中方法，輸出JNC、JGJ的名稱，這就是多態的表現。不同的對象可以執行相同的行為，但是他們都需要通過自己的實現方式來執行，這就要得益於向上轉型了。

我們都知道所有的類都繼承自超類Object，toString()方法也是Object中方法，當我們這樣寫時：

Object o = new JGJ();

System.out.println(o.toString());

輸出的結果是Wine : JGJ。

Object、Wine、JGJ三者繼承鏈關係是：JGJ—Wine—Object。所以我們可以這樣說：當子類重寫父類的方法被調用時，只有對象繼承鏈中的最末端的方法才會被調用。但是注意如果這樣寫：

Object o = new Wine();

System.out.println(o.toString());

輸出的結果應該是Null，因為JGJ並不存在於該對象繼承鏈中。

所以基於繼承實現的多態可以總結如下：對於引用子類的父類類型，在處理該引用時，它適用於繼承該父類的所有子類，子類對象的不同，對方法的實現也就不同，執行相同動作產生的行為也就不同。

如果父類是抽象類，那麼子類必須要實現父類中所有的抽象方法，這樣該父類所有的子類一定存在統一的對外介面，但其內部的具體實現可以各異。這樣我們就可以使用頂層類提供的統一介面來處理該層次的方法。

 2.2.2、基於介面實現的多態

繼承是通過重寫父類的同一方法的幾個不同子類來體現的，那麼就可就是通過實現介面並覆蓋介面中同一方法的幾不同的類體現的。

在介面的多態中，指向介面的引用必須是指定這實現了該介面的一個類的實常式序，在運行時，根據對象引用的實際類型來執行對應的方法。

繼承都是單繼承，只能為一組相關的類提供一致的服務介面。但是介面可以是多繼承多實現，它能夠利用一組相關或者不相關的介面進行組合與擴充，能夠對外提供一致的服務介面。所以它相對於繼承來說有更好的靈活性。

java的多態怎麼實現？

實現多態的三個條件（前提條件，向上轉型、向下轉型）

1、繼承的存在；（繼承是多態的基礎，沒有繼承就沒有多態）

2、子類重寫父類的方法。（多態下會調用子類重寫後的方法）

3、父類引用變數指向子類對象。（涉及子類到父類的類型轉換）

向上轉型 Student person = new Student()

將一個父類的引用指向一個子類對象，成為向上轉型，自動進行類型轉換。此時通過父類引用變數調用的方法是子類覆蓋或繼承父類的方法，而不是父類的方法此時通過父類引用變數無法調用子類特有的方法。

向下轉型 Student stu = (Student)person;

將一個指向子類對象的引用賦給一個子類的引用，成為向下轉型，此時必須進行強制類型轉換。向下轉型必須轉換為父類引用指向的真實子類類型，，否則將出現ClassCastException，不是任意的強制轉換

向下轉型時可以結合使用instanceof運算符進行強制類型轉換，比如出現轉換異常—ClassCastException