Java 多態(tài)的特性和概念

多態(tài)是同一個(gè)行為具有多個(gè)不同表現(xiàn)形式或形態(tài)的能力。

多態(tài)就是同一個(gè)接口,使用不同的實(shí)例而執(zhí)行不同操作,如圖所示:

image

多態(tài)性是對(duì)象多種表現(xiàn)形式的體現(xiàn)。

現(xiàn)實(shí)中,比如我們按下 F1 鍵這個(gè)動(dòng)作:

如果當(dāng)前在 Flash 界面下彈出的就是 AS 3 的幫助文檔;
如果當(dāng)前在 Word 下彈出的就是 Word 幫助;
在 Windows 下彈出的就是 Windows 幫助和支持。
同一個(gè)事件發(fā)生在不同的對(duì)象上會(huì)產(chǎn)生不同的結(jié)果。

多態(tài)的優(yōu)點(diǎn)

  1. 消除類型之間的耦合關(guān)系
  2. 可替換性
  3. 可擴(kuò)充性
  4. 接口性
  5. 靈活性
  6. 簡(jiǎn)化性
    多態(tài)存在的三個(gè)必要條件
    繼承
    重寫
    父類引用指向子類對(duì)象
    比如:

public class Test {
public static void main(String[] args) {
show(new Cat()); // 以 Cat 對(duì)象調(diào)用 show 方法
show(new Dog()); // 以 Dog 對(duì)象調(diào)用 show 方法

Animal a = new Cat(); // 向上轉(zhuǎn)型
a.eat(); // 調(diào)用的是 Cat 的 eat
Cat c = (Cat)a; // 向下轉(zhuǎn)型
c.work(); // 調(diào)用的是 Cat 的 work
}

public static void show(Animal a) {
a.eat();
// 類型判斷
if (a instanceof Cat) { // 貓做的事情
Cat c = (Cat)a;
c.work();
} else if (a instanceof Dog) { // 狗做的事情
Dog c = (Dog)a;
c.work();
}
}
}

abstract class Animal {
abstract void eat();
}

class Cat extends Animal {
public void eat() {
System.out.println("吃魚");
}
public void work() {
System.out.println("抓老鼠");
}
}

class Dog extends Animal {
public void eat() {
System.out.println("吃骨頭");
}
public void work() {
System.out.println("看家");
}
}

當(dāng)使用多態(tài)方式調(diào)用方法時(shí),首先檢查父類中是否有該方法,如果沒有,則編譯錯(cuò)誤;如果有,再去調(diào)用子類的同名方法。

多態(tài)的好處:可以使程序有良好的擴(kuò)展,并可以對(duì)所有類的對(duì)象進(jìn)行通用處理。

以下是一個(gè)多態(tài)實(shí)例的演示,詳細(xì)說明請(qǐng)看注釋:

吃魚
抓老鼠
吃骨頭
看家
吃魚
抓老鼠
執(zhí)行以上程序,輸出結(jié)果為:

虛方法
我們將介紹在Java中,當(dāng)設(shè)計(jì)類時(shí),被重寫的方法的行為怎樣影響多態(tài)性。

我們已經(jīng)討論了方法的重寫,也就是子類能夠重寫父類的方法。

當(dāng)子類對(duì)象調(diào)用重寫的方法時(shí),調(diào)用的是子類的方法,而不是父類中被重寫的方法。

要想調(diào)用父類中被重寫的方法,則必須使用關(guān)鍵字super。

Employee.java 文件代碼:
/* 文件名 : Employee.java */
public class Employee {
private String name;
private String address;
private int number;
public Employee(String name, String address, int number) {
System.out.println("Employee 構(gòu)造函數(shù)");
this.name = name;
this.address = address;
this.number = number;
}
public void mailCheck() {
System.out.println("郵寄支票給: " + this.name

  • " " + this.address);
    }
    public String toString() {
    return name + " " + address + " " + number;
    }
    public String getName() {
    return name;
    }
    public String getAddress() {
    return address;
    }
    public void setAddress(String newAddress) {
    address = newAddress;
    }
    public int getNumber() {
    return number;
    }
    }
    假設(shè)下面的類繼承Employee類:

/* 文件名 : Salary.java */
public class Salary extends Employee
{
private double salary; // 全年工資
public Salary(String name, String address, int number, double salary) {
super(name, address, number);
setSalary(salary);
}
public void mailCheck() {
System.out.println("Salary 類的 mailCheck 方法 ");
System.out.println("郵寄支票給:" + getName()

  • " ,工資為:" + salary);
    }
    public double getSalary() {
    return salary;
    }
    public void setSalary(double newSalary) {
    if(newSalary >= 0.0) {
    salary = newSalary;
    }
    }
    public double computePay() {
    System.out.println("計(jì)算工資,付給:" + getName());
    return salary/52;
    }
    }

現(xiàn)在我們仔細(xì)閱讀下面的代碼,嘗試給出它的輸出結(jié)果:

/* 文件名 : VirtualDemo.java */
public class VirtualDemo {
public static void main(String [] args) {
Salary s = new Salary("員工 A", "北京", 3, 3600.00);
Employee e = new Salary("員工 B", "上海", 2, 2400.00);
System.out.println("使用 Salary 的引用調(diào)用 mailCheck -- ");
s.mailCheck();
System.out.println("\n使用 Employee 的引用調(diào)用 mailCheck--");
e.mailCheck();
}
}
以上實(shí)例編譯運(yùn)行結(jié)果如下:

Employee 構(gòu)造函數(shù)
Employee 構(gòu)造函數(shù)
使用 Salary 的引用調(diào)用 mailCheck --
Salary 類的 mailCheck 方法
郵寄支票給:?jiǎn)T工 A ,工資為:3600.0

使用 Employee 的引用調(diào)用 mailCheck--
Salary 類的 mailCheck 方法
郵寄支票給:?jiǎn)T工 B ,工資為:2400.0

例子解析
實(shí)例中,實(shí)例化了兩個(gè) Salary 對(duì)象:一個(gè)使用 Salary 引用 s,另一個(gè)使用 Employee 引用 e。

當(dāng)調(diào)用 s.mailCheck() 時(shí),編譯器在編譯時(shí)會(huì)在 Salary 類中找到 mailCheck(),執(zhí)行過程 JVM 就調(diào)用 Salary 類的 mailCheck()。

因?yàn)?e 是 Employee 的引用,所以調(diào)用 e 的 mailCheck() 方法時(shí),編譯器會(huì)去 Employee 類查找 mailCheck() 方法 。

在編譯的時(shí)候,編譯器使用 Employee 類中的 mailCheck() 方法驗(yàn)證該語(yǔ)句, 但是在運(yùn)行的時(shí)候,Java虛擬機(jī)(JVM)調(diào)用的是 Salary 類中的 mailCheck() 方法。

以上整個(gè)過程被稱為虛擬方法調(diào)用,該方法被稱為虛擬方法。

Java中所有的方法都能以這種方式表現(xiàn),因此,重寫的方法能在運(yùn)行時(shí)調(diào)用,不管編譯的時(shí)候源代碼中引用變量是什么數(shù)據(jù)類型。

多態(tài)的實(shí)現(xiàn)方式
方式一:重寫:
方式二:接口

  1. 生活中的接口最具代表性的就是插座,例如一個(gè)三接頭的插頭都能接在三孔插座中,因?yàn)檫@個(gè)是每個(gè)國(guó)家都有各自規(guī)定的接口規(guī)則,有可能到國(guó)外就不行,那是因?yàn)閲?guó)外自己定義的接口類型。

  2. java中的接口類似于生活中的接口,就是一些方法特征的集合,但沒有方法的實(shí)現(xiàn)。

方式三:抽象類和抽象方法

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