Java 多态
多态是同一个行为具有多个不同表现形式或形态的能力。
多态就是同一个接口,使用不同的实例而执行不同操作,如图所示:
多态性是对象多种表现形式的体现。
现实中,比如我们按下 F1 键这个动作:
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如果当前在 Flash 界面下弹出的就是 AS 3 的帮助文档;
- 如果当前在 Word 下弹出的就是 Word 帮助;
- 在 Windows 下弹出的就是 Windows 帮助和支持。
同一个事件发生在不同的对象上会产生不同的结果。
多态的优点
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1. 消除类型之间的耦合关系
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2. 可替换性
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3. 可扩充性
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4. 接口性
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5. 灵活性
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6. 简化性
多态存在的三个必要条件
- 继承
- 重写
- 父类引用指向子类对象:Parent p = new Child();
class Shape {
void draw() {}
}
class Circle extends Shape {
void draw() {
System.out.println("Circle.draw()");
}
}
class Square extends Shape {
void draw() {
System.out.println("Square.draw()");
}
}
class Triangle extends Shape {
void draw() {
System.out.println("Triangle.draw()");
}
}
当使用多态方式调用方法时,首先检查父类中是否有该方法,如果没有,则编译错误;如果有,再去调用子类的同名方法。
多态的好处:可以使程序有良好的扩展,并可以对所有类的对象进行通用处理。
以下是一个多态实例的演示,详细说明请看注释:
Test.java 文件代码:
publicclassTest{publicstaticvoidmain(String[]args){show(newCat()); // 以 Cat 对象调用 show 方法show(newDog()); // 以 Dog 对象调用 show 方法Animala = newCat(); // 向上转型 a.eat(); // 调用的是 Cat 的 eatCatc = (Cat)a; // 向下转型 c.work(); // 调用的是 Cat 的 work}publicstaticvoidshow(Animala){a.eat();
// 类型判断if(ainstanceofCat){// 猫做的事情 Catc = (Cat)a;
c.work();
}elseif(ainstanceofDog){// 狗做的事情 Dogc = (Dog)a;
c.work();
}}}abstractclassAnimal{abstractvoideat();
}classCatextendsAnimal{publicvoideat(){System.out.println("吃鱼");
}publicvoidwork(){System.out.println("抓老鼠");
}}classDogextendsAnimal{publicvoideat(){System.out.println("吃骨头");
}publicvoidwork(){System.out.println("看家");
}}
执行以上程序,输出结果为:
吃鱼
抓老鼠
吃骨头
看家
吃鱼
抓老鼠
虚函数
虚函数的存在是为了多态。
Java 中其实没有虚函数的概念,它的普通函数就相当于 C++ 的虚函数,动态绑定是Java的默认行为。如果 Java 中不希望某个函数具有虚函数特性,可以加上 final 关键字变成非虚函数。
重写
我们将介绍在 Java 中,当设计类时,被重写的方法的行为怎样影响多态性。
我们已经讨论了方法的重写,也就是子类能够重写父类的方法。
当子类对象调用重写的方法时,调用的是子类的方法,而不是父类中被重写的方法。
要想调用父类中被重写的方法,则必须使用关键字 super。
Employee.java 文件代码:
/* 文件名 : Employee.java */publicclassEmployee{privateStringname;
privateStringaddress;
privateintnumber;
publicEmployee(Stringname, Stringaddress, intnumber){System.out.println("Employee 构造函数");
this.name = name;
this.address = address;
this.number = number;
}publicvoidmailCheck(){System.out.println("邮寄支票给: " + this.name
+ "" + this.address);
}publicStringtoString(){returnname + "" + address + "" + number;
}publicStringgetName(){returnname;
}publicStringgetAddress(){returnaddress;
}publicvoidsetAddress(StringnewAddress){address = newAddress;
}publicintgetNumber(){returnnumber;
}}
假设下面的类继承Employee类:
Salary.java 文件代码:
/* 文件名 : Salary.java */publicclassSalaryextendsEmployee{privatedoublesalary; // 全年工资publicSalary(Stringname, Stringaddress, intnumber, doublesalary){super(name, address, number);
setSalary(salary);
}publicvoidmailCheck(){System.out.println("Salary 类的 mailCheck 方法 ");
System.out.println("邮寄支票给:" + getName()
+ " ,工资为:" + salary);
}publicdoublegetSalary(){returnsalary;
}publicvoidsetSalary(doublenewSalary){if(newSalary >= 0.0){salary = newSalary;
}}publicdoublecomputePay(){System.out.println("计算工资,付给:" + getName());
returnsalary/52;
}}
现在我们仔细阅读下面的代码,尝试给出它的输出结果:
VirtualDemo.java 文件代码:
/* 文件名 : VirtualDemo.java */publicclassVirtualDemo{publicstaticvoidmain(String[]args){Salarys = newSalary("员工 A", "北京", 3, 3600.00);
Employeee = newSalary("员工 B", "上海", 2, 2400.00);
System.out.println("使用 Salary 的引用调用 mailCheck -- ");
s.mailCheck();
System.out.println("\n使用 Employee 的引用调用 mailCheck--");
e.mailCheck();
}}
以上实例编译运行结果如下:
Employee 构造函数
Employee 构造函数
使用 Salary 的引用调用 mailCheck --
Salary 类的 mailCheck 方法
邮寄支票给:员工 A ,工资为:3600.0
使用 Employee 的引用调用 mailCheck--
Salary 类的 mailCheck 方法
邮寄支票给:员工 B ,工资为:2400.0
例子解析
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实例中,实例化了两个 Salary 对象:一个使用 Salary 引用 s,另一个使用 Employee 引用 e。
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当调用 s.mailCheck() 时,编译器在编译时会在 Salary 类中找到 mailCheck(),执行过程 JVM 就调用 Salary 类的 mailCheck()。
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e 是 Employee 的引用,但引用 e 最终运行的是 Salary 类的 mailCheck() 方法。
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在编译的时候,编译器使用 Employee 类中的 mailCheck() 方法验证该语句,
但是在运行的时候,Java虚拟机(JVM)调用的是 Salary 类中的 mailCheck() 方法。
以上整个过程被称为虚拟方法调用,该方法被称为虚拟方法。
Java中所有的方法都能以这种方式表现,因此,重写的方法能在运行时调用,不管编译的时候源代码中引用变量是什么数据类型。
多态的实现方式
方式一:重写:
这个内容已经在上一章节详细讲过,就不再阐述,详细可访问:
Java 重写(Override)与重载(Overload)。
方式二:接口
1. 生活中的接口最具代表性的就是插座,例如一个三接头的插头都能接在三孔插座中,因为这个是每个国家都有各自规定的接口规则,有可能到国外就不行,那是因为国外自己定义的接口类型。
2. java中的接口类似于生活中的接口,就是一些方法特征的集合,但没有方法的实现。具体可以看 java接口 这一章节的内容。
方式三:抽象类和抽象方法
详情请看 Java抽象类 章节。