Java面向对象之多态与继承

继承多态

• 重载(overload)：定义多种同名方法，调用时根据传入参数判定调用哪种方法。
• 重写(override)：子类定义完全相同的方法覆盖父类。

重写是多态的前提，其允许父类引用指向子类对象（引用类型为父类，指向的实际对象类型为子类）。

Car mycar = new Trunk("Benz");

但不允许子类引用指向父类对象。

Trunk mycar = new Car("Benz");

如果两个类之间存在继承关系，可以进行强制类型转换。强制类型转换只能改变引用类型，实际指向对象类型不会发生变化。

Trunk newCar = (Trunk)mycar;

方法多态

• 调用普通方法

  子类同名方法会覆盖父类。执行方法根据实际对象类型来判定，即执行子类重写的方法。

• 调用 static / private / final 以及构造方法

  特殊方法不能被覆盖，不存在多态。执行方法会根据引用类型来判定，即执行父类方法。

• 调用成员变量

  父类属性值不会被子类继承，不存在多态。调用变量会根据引用类型来判定，即得到父类属性值。

Car myCar = new Trunk("Benz");

myCar.go("London");                    // (trunk) go to London with 0 goods
myCar.showNum();                       // (car) 1
System.out.print(myCar.description);   // (car) this is a car

Trunk newCar = (Trunk)mycar;           // 强制类型转换
System.out.print(newCar.description);  // (trunk) this is a trunkCopy to clipboardErrorCopied

反射机制

JAVA 是动态编译语言（运行时才确定类型），支持反射机制。在运行状态中

• 对于任意一个类，都能够知道这个类的所有属性和方法；
• 对于任意一个对象，都能够调用它的任意一个方法和属性。

通过反射机制能更好地支持多态，降低模块耦合，提高代码灵活度（根据传入类名不同，就能实例化出不同的对象）。

但是在性能上会有较大的损耗。

尽管在应用层面很少使用反射机制，但在设计基础框架的时候反射机制非常有用。

反射机制运用

类的相关信息保存在以下类中，通过特定方法获取其对象能够知道这个类的信息。

• Class 类：类
• Constructor 类：类的构造方法
• Field 类：类的属性
• Method 类：类的方法

public class Reflection {
    public static void main(String[] args) {

        /************************** 获取 Class 对象 **************************/

        // 第一种方式 返回对象的类 【已有对象，获取类无意义】
        Student stu = new Student();
        Class stuClass = stu.getClass();

        // 第二种方式 获取数据类型的静态 class 属性 【需要导入类包】
        Class stuClass = Student.class;

        // 第三种方式 返回路径下的类 【常用】
        Class stuClass = Class.forName("Reflection.Student");

        /************************** 获取 Class 信息 **************************/

        // 获取类名
        String name = stuClass.getName());   

        // 获取类的公有构造方法
        Constructor[] conArray = stuClass.getConstructors();
        // 获取类的全部构造方法
        Constructor[] conArray = stuClass.getDeclaredConstructors();
        // 获取类的指定构造方法（参数）
        Constructor con = stuClass.getConstructor(null);
        Constructor con = stuClass.getDeclaredConstructor(char.class);

        // 获取类的公有属性
        Field[] fieldArray = stuClass.getFields(); 
        // 获取类的全部属性
        Field[] fieldArray = stuClass.getDeclaredFields();
        // 获取类的指定属性（属性名）
        Field f = stuClass.getField("name");    

        // 获取类的公有方法
        Method[] methodArray = stuClass.getMethods(); 
        // 获取类的全部方法                
        Method[] methodArray = stuClass.getDeclaredMethods();
        // 获取类的指定方法（方法名+形参类型）                  
        Method m = stuClass.getMethod("main", String.class);   

        /************************** 在对象中使用 **************************/

        Object obj = con.newInstance();   // 调用公有无参构造方法创建对象
        f.set(obj, "X-man");              // 为对象的公有属性赋值
        m.invoke(obj, "X-man");           // 调用对象的公有方法

    }Copy to clipboardErrorCopied

泛型在编译时检查类型安全，编译过后泛型被擦除、实际类型才确定。反射是在编译期模拟 java 运行时的环境读取和调用程序，因此不能获得泛型的实际类型。但可以通过反射越过泛型检查：

在 String 泛型的集合中，你甚至可以添加一个 Integer 类型的值。

public class Demo {
    public static void main(String[] args) throws Exception{
        ArrayList<String> strList = new ArrayList<>();    
        Class listClass = strList.getClass(); 
        Method m = listClass.getMethod("add", Object.class);
        m.invoke(strList, 100);
    }
}