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父类的引用指向子类的对象

天蚕宝衣
 天蚕宝衣
发布于 2016/04/15 23:25
字数 1787
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父类的引用(引用就是内存地址)(引用位于栈内存中)指向子类的对象(对象位于堆内存中)指的是:

例如父类Animal,子类Cat,Dog。其中Animal可以是类也可以是接口,Cat和Dog是继承或实现Animal的子类。

Animal animal = new Cat();

即声明的是父类,实际指向的是子类的一个对象。

那这么使用的优点是什么,为什么要这么用?可以用这几个关键词来概括:多态、动态链接,向上转型。

也有人说这是面向接口编程,可以降低程序的耦合性,即调用者不必关心调用的是哪个对象,只需要针对接口编程就可以了,被调用者对于调用者是完全透明的。让你更关注父类能做什么,而不去关心子类是具体怎么做的,你可以随时替换一个子类,也就是随时替换一个具体实现,而不用修改其他。

以后结合设计模式(如工厂模式代理模式)和反射机制可能有更深理解。

下面介绍Java的多态性和其中的动态链接、向上转型:

面向对象的三个特征:封装、继承和多态;

封装隐藏了类的内部实现机制,可以在不影响使用者的前提下修改类的内部结构,同时保护了数据;

继承是为了重用父类代码,子类继承父类就拥有了父类的成员

方法的重写重载动态连接构成多态性。Java之所以引入多态的概念,原因之一是它在类的继承问题上和C++不同,后者允许多继承,这确实给其带来了非常强大的功能,但是复杂的继承关系也给C++开发者带来了更大的麻烦,为了规避风险,Java只允许单继承,派生类基类间有IS-A的关系(即“猫”is a “动物”)。这样做虽然保证了继承关系的简单明了,但是势必在功能上有很大的限制,所以,Java引入了多态性的概念以弥补这点的不足。此外,抽象类接口也是解决单继承规定限制的重要手段。同时,多态也是面向对象编程的精髓所在。

理解多态,首先要知道“向上转型”。

我定义了一个子类Cat,它继承了Animal类,那么后者就是前者是父类。我可以通过
Cat c = new Cat();
实例化一个Cat的对象,这个不难理解。但当我这样定义时:

Animal a = new Cat();
这代表什么意思呢?

很简单,它表示我定义了一个Animal类型的引用,指向新建的Cat类型的对象由于Cat是继承自它的父类Animal,所以Animal类型的引用是可以指向Cat类型的对象的。这就是“向上转型”。

那么这样做有什么意义呢?因为子类是对父类的一个改进和扩充,所以一般子类在功能上较父类更强大,属性较父类更独特, 定义一个父类类型的引用指向一个子类的对象既可以使用子类强大的功能,又可以抽取父类的共性。 所以,父类类型的引用可以调用父类中定义的所有属性方法而对于子类中定义而父类中没有的方法,父类引用是无法调用的。

那什么是动态链接呢?当父类中的一个方法只有在父类中定义而在子类中没有重写的情况下,才可以被父类类型的引用调用; 对于父类中定义的方法,如果子类中重写了该方法,那么父类类型的引用将会调用子类中的这个方法,这就是动态连接。

(一)多态举例分析:

下面看一下典型的两个多态例子:

例子一:

class Father { 
    public voidfunc1(){
        func2();
    }
    //这是父类中的func2()方法,因为下面的子类中重写了该方法
    //所以在父类类型的引用中调用时,这个方法将不再有效
    //取而代之的是将调用子类中重写的func2()方法 
    public voidfunc2(){
        System.out.println("AAA");
    }
}
class Child extends Father{
    //func1(int
    i)是对func1()方法的一个重载,主要不是重写!
    //由于在父类中没有定义这个方法,所以它不能被父类类型的引用调用
    //所以在下面的main方法中child.func1(68)是不对的
    public voidfunc1(inti){
        System.out.println("BBB");
    } 
    //func2()重写了父类Father中的func2()方法
    //如果父类类型的引用中调用了func2()方法,那么必然是子类中重写的这个方法
    public voidfunc2(){
        System.out.println("CCC");
    }
}

publicclass PolymorphismTest{

 
 
public staticvoidmain(String[]args) {

 
 
 
 
Father child= newChild();

 
 
 
 
child.func1();//打印结果将会是什么?

 
 
 
 
child.func1(68); 
 
 
}

}


例子二:

class Father { 
    public void func1(){ 
        func2(); 

} 
 
 
 
 
 
 
//这是父类中的func2()方法,因为下面的子类中重写了该方法 
 
 
 
 
 
 
//所以在父类类型的引用中调用时,这个方法将不再有效 
 
 
 
 
 
 
//取而代之的是将调用子类中重写的func2()方法 
 
 
 
 
 
 
public 
void 
func2(){ 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
System.out.println("AAA"); 
 
 
 
 
 
 
} 
 
 
} 
 
 
 
 
 
 
class 
Child 
extends 
Father{ 
 
 
 
 
 
 
//func1(int 
i)是对func1()方法的一个重载,主要不是重写! 
 
 
 
 
 
//由于在父类中没有定义这个方法,所以它不能被父类类型的引用调用 
 
 
 
 
 
 
//所以在下面的main方法中child.func1(68)是不对的 
 
 
 
 
 
 
public 
void 
func1(int 
i){ 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
System.out.println("BBB"); 
 
 
 
 
 
 
} 
 
 
 
 
 
 
//func2()重写了父类Father中的func2()方法 
 
 
 
 
 
 
//如果父类类型的引用中调用了func2()方法,那么必然是子类中重写的这个方法 
 
 
 
 
 
 
public 
void 
func2(){ 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
System.out.println("CCC"); 
 
 
 
 
 
 
} 
 
 
} 
 
 
 
 
 
 
public 
class 
PolymorphismTest 
{ 
 
 
 
 
 
 
public 
static 
void 
main(String[] 
args) 
{ 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Father 
child 
= 
new 
Child(); 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
child.func1();//打印结果将会是什么? 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
child.func1(68); 
 
 
 
 
 
} 
 
 
}

 

  •  




  •  
  •  

 

以上两个例子总结:上面的程序是个很典型的多态的例子。子类Child继承了父类Father,并重载了父类的func1()方法,重写了父类的func2()方法。重载后的func1(int i)和func1()不再是同一个方法,由于父类中没有func1(int i),那么,父类类型的引用child就不能调用func1(int i)方法。而子类重写了func2()方法,那么父类类型的引用child在调用该方法时将会调用子类中重写的func2()。

那么该程序将会打印出什么样的结果呢?
很显然,应该是“CCC”。

(二)多态总结:

对于多态,可以总结以下几点:

一、使用父类类型的引用指向子类的对象;
二、该引用只能调用父类中定义的方法和变量;
三、如果子类中重写了父类中的一个方法,那么在调用这个方法的时候,将会调用子类中的这个方法;(动态连接、动态调用);
四、变量不能被重写(覆盖),”重写“的概念只针对方法,如果在子类中”重写“了父类中的变量,那么在编译时会报错。

 

 

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