2. 什么是 Java 的多态特性?
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Java 的多态(Polymorphism)是面向对象编程的一个核心特性,允许同一个方法或对象在不同情境下表现出不同的行为。简单来说,多态可以分为编译时多态(静态多态)和运行时多态(动态多态)两种类型。
1. 编译时多态(静态多态)
编译时多态主要通过方法重载(Method Overloading)来实现。方法重载是指在同一个类中,允许多个方法具有相同的名字,但参数类型或参数个数不同。编译器在编译时根据方法签名(包括方法名、参数类型和参数个数)来确定调用哪一个具体的方法。
示例:
class Example {
void print(int a) {
System.out.println("Integer: " + a);
}
void print(double a) {
System.out.println("Double: " + a);
}
void print(String a) {
System.out.println("String: " + a);
}
}
public class Main {
public static void main(String[] args) {
Example ex = new Example();
ex.print(10); // 调用 print(int a)
ex.print(10.5); // 调用 print(double a)
ex.print("Hello"); // 调用 print(String a)
}
}
在这个例子中,print
方法被重载了三次,编译器在编译时会根据传递的参数类型来选择相应的print
方法。
2. 运行时多态(动态多态)
运行时多态主要通过方法重写(Method Overriding)和父类引用指向子类对象来实现。方法重写是指子类继承父类并重新定义父类中的方法。在程序运行时,通过父类的引用调用子类的重写方法,即使引用的类型是父类,实际执行的却是子类的方法。
示例:
class Animal {
void sound() {
System.out.println("Animal makes a sound");
}
}
class Dog extends Animal {
@Override
void sound() {
System.out.println("Dog barks");
}
}
class Cat extends Animal {
@Override
void sound() {
System.out.println("Cat meows");
}
}
public class Main {
public static void main(String[] args) {
Animal myDog = new Dog();
Animal myCat = new Cat();
myDog.sound(); // 输出 "Dog barks"
myCat.sound(); // 输出 "Cat meows"
}
}
在这个例子中,Animal
类有一个sound
方法,Dog
类和Cat
类分别重写了这个方法。当我们通过Animal
类型的引用(myDog
和myCat
)调用sound
方法时,实际执行的是子类Dog
和Cat
的sound
方法,这就是运行时多态。
多态的优势
- 代码复用:通过父类的引用可以操作所有的子类对象,而不需要知道具体的子类类型,增加了代码的灵活性和可扩展性。
- 灵活性:在实现接口或继承类时,可以通过重写父类方法来提供特定的行为,而无需修改父类的代码。
- 可维护性:多态性减少了条件语句的使用,简化了代码结构,提升了代码的可维护性。
结论
多态是Java面向对象编程的一个重要特性,它使得相同的操作可以作用于不同的对象上,并表现出不同的行为。通过方法重载和方法重写,Java实现了多态性,这为代码的复用、扩展和维护带来了很大的便利。