15. 多态

15.1 多态概念

​ java中**多态(Polymorphism )**是指不同对象在调用相同名称方法时，表现的多种不同行为。例如，要实现一个动物叫的方法，由于每种动物的叫声不同，因此可以在方法中接收一个动物参数，当传入的是猫类时发出猫叫，传入狗类时发出狗的叫声。

​ java中多态允许父类的指针或引用指向子类的对象，并调用相应的方法。多态需要满足以下三个条件：

1. 继承：子类继承父类，存在继承关系。
2. 重写：子类对父类的方法进行实现或重写，从而可以展现子类的行为特征。
3. 父类的指引指向子类的对象：可以将子类的对象赋给父类类型的引用。

15.1.1 继承普通类实现多态

public class Animal {void speak() {System.out.println("Animal speaks");}
}public class Dog extends Animal {@Overridevoid speak() {System.out.println("Dog barks");}
}public class Cat extends Animal {@Overridevoid speak() {System.out.println("Cat barks");}
}public class PolymorphismExample {public static void main(String[] args) {Animal myAnimal = new Dog(); // 父类引用指向子类对象myAnimal.speak(); // 输出 "Dog barks"，多态表现Animal myAnimal1 = new Cat(); // 父类引用指向子类对象myAnimal1.speak(); // 输出 "Cat barks"，多态表现}
}

15.1.2 继承抽象类实现多态

abstract class Animal {abstract void shout();
}// Cat继承Animal
class Cat extends Animal{// 实现父类的shout方法public void shout(){System.out.println("喵喵....");}
}// Dog继承Animal
class Dog extends Animal{// 实现父类的shout方法public void shout(){System.out.println("汪汪....");}
}public class PolymorphismExample{public static void main(String[] args) {Animal dog = new Dog(); // 父类引用指向子类对象dog.shout(); // 输出 "汪汪...."，多态表现Animal cat = new Cat(); // 父类引用指向子类对象cat.shout(); // 输出 "喵喵...."，多态表现}
}

15.1.3 使用接口实现多态

interface Shape {void draw();
}class Circle implements Shape {public void draw() {System.out.println("Drawing a circle");}
}
class Triangle implements Shape {public void draw() {System.out.println("Drawing a triangle");}
}public class PolymorphismExample{public static void main(String[] args) {Shape circel = new Circle();circel.draw(); // Output: "Drawing a circle"Shape triangle = new Triangle();triangle.draw(); // Output: "Drawing a triangle"}
}

15.1.4 父类形参接收子类实参

interface Shape {void draw();
}class Circle implements Shape {public void draw() {System.out.println("Drawing a circle");}
}
class Triangle implements Shape {public void draw() {System.out.println("Drawing a triangle");}
}class ShapeService(){// Shape shape是父类类型public void drawShape(Shape shape){shape.draw();}
}public class PolymorphismExample{public static void main(String[] args) {ShapeService shapeService = new ShapeService();Circle circel = new Circle();// 传递子类实参shapeService.drawShape(circel); // Output: "Drawing a circle"Triangle triangle = new Triangle();// 传递子类实参shapeService.drawShape(triangle); // Output: "Drawing a triangle"}
}

• 练习1
  • 定义墨盒接口InkBox，定义方法String getColor()用于获得墨盒颜色。
  • 定义纸张接口Paper, 定义方法String getSize()用于获得纸张大小。
  • 定义黑白墨盒类GrayInkBox实现InkBox接口，实现getColor方法，返回"黑白"。
  • 定义彩色墨盒类ColorInkBox实现InkBox接口，实现getColor方法，返回"彩色"。
  • 定义A4纸类A4Paper实现Paper接口，实现方法getSize，返回”A4“。
  • 定义B5纸类B5Paper实现Paper接口，实现方法getSize，返回”B5“。
  • 定义MyPrinter类，定义属性InkBox box，Paper paper，String brand，封装后定义方法work, 输出何种品牌打印机使用何种颜色墨盒在何种尺寸纸张上打印文字。

package task;
public interface InkBox {// 获得墨盒颜色String getColor();
}package task;
public interface Paper {// 获得纸张尺寸String getSize();
}package task;
public class A4Paper implements Paper {@Overridepublic String getSize() {return "A4";}
}package task;
public class B5Paper implements Paper {@Overridepublic String getSize() {return "B5";}
}package task;
public class ColorInkBox implements InkBox {@Overridepublic String getColor() {return "彩色";}
}package task;
public class GrayInkBox implements InkBox {@Overridepublic String getColor() {return "黑色";}
}package task;
public class MyPrinter {private InkBox box;private Paper paper;private String brand;public String getBrand() {return brand;}public void setBrand(String brand) {this.brand = brand;}public Paper getPaper() {return paper;}public void setPaper(Paper paper) {this.paper = paper;}public InkBox getBox() {return box;}public void setBox(InkBox box) {this.box = box;}public void work() {System.out.println(getBrand() + "打印机使用" + box.getColor() + "墨盒在" + paper.getSize() + "纸张上打印文字");}
}package task;
public class MyPrinterTest {public static void main(String[] args) {MyPrinter myPrinter = new MyPrinter();// 彩色墨盒对象ColorInkBox colorInkBox = new ColorInkBox();myPrinter.setBox(colorInkBox);// 纸张对象A4Paper a4Paper = new A4Paper();myPrinter.setPaper(a4Paper);// 设置品牌myPrinter.setBrand("佳能");// 调用工作方法myPrinter.work(); // 佳能打印机使用彩色墨盒在A4纸张上打印文字// 另外一台打印机MyPrinter myPrinter1 = new MyPrinter();myPrinter1.setBrand("惠普");myPrinter1.setBox(new GrayInkBox());myPrinter1.setPaper(new B5Paper());myPrinter1.work(); // 惠普打印机使用黑色墨盒在B5纸张上打印文字}
}

15.2 对象类型转换

​ 对象类型转换注意分为以下两种情况：

​ 1. 向上转型： 子类对象 转换为 父类类型。

​ 2. 向下转型： 父类对象 转换为 子类类型。

​ 向上转型会自动完成，向下转型要强制转换。

15.2.1 向上转型

class Animal {public void shout() {System.out.println("Animal shout....");}
}