Java 三大特性 —— 多态

来源:互联网 发布:优化党员素质 编辑:程序博客网 时间:2024/05/18 01:14

Java中多态性的实现

 

一、什么是多态

1.面向对象的三大特性:封装、继承、多态。从一定角度来看,封装和继承几乎都是为多态而准备的。这是我们最后一个概念,也是最重要的知识点。

2.多态的定义:指允许不同类的对象对同一消息做出响应。即同一消息可以根据发送对象的不同而采用多种不同的行为方式。(发送消息就是函数调用)

3.实现多态的技术称为:动态绑定(dynamic binding),是指在执行期间判断所引用对象的实际类型,根据其实际的类型调用其相应的方法。

4.多态的作用:消除类型之间的耦合关系。

5.现实中,关于多态的例子不胜枚举。比方说按下 F1 键这个动作,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。

 

多态存在的三个必要条件

1、要有继承;

2、要有重写;

3、父类引用指向子类对象。

 

二、多态的好处:

1.可替换性(substitutability)。多态对已存在代码具有可替换性。例如,多态对圆Circle类工作,对其他任何圆形几何体,如圆环,也同样工作。

2.可扩充性(extensibility)。多态对代码具有可扩充性。增加新的子类不影响已存在类的多态性、继承性,以及其他特性的运行和操作。实际上新加子类更容易获得多态功能。例如,在实现了圆锥、半圆锥以及半球体的多态基础上,很容易增添球体类的多态性。

3.接口性(interface-ability)。多态是超类通过方法签名,向子类提供了一个共同接口,由子类来完善或者覆盖它而实现的。如图8.3 所示。图中超类Shape规定了两个实现多态的接口方法,computeArea()以及computeVolume()。子类,如Circle和Sphere为了实现多态,完善或者覆盖这两个接口方法。

4.灵活性(flexibility)。它在应用中体现了灵活多样的操作,提高了使用效率。

5.简化性(simplicity)。多态简化对应用软件的代码编写和修改过程,尤其在处理大量对象的运算和操作时,这个特点尤为突出和重要。


Java中多态的实现方式:接口实现,继承父类进行方法重写,同一个类中进行方法重载

 

下面是个经典例子:

/*对象的多态性:动物 x = new 猫();函数的多态性:函数重载、重写1、多态的体现父类的引用指向了自己的子类对象父类的引用也可以接收自己的对象2、多态的前提必须是类与类之间只有关系,要么继承或实现通常还有一个前提,存在覆盖3、多态的好处多态的出现大大的提高了程序的扩展性4、多态的弊端只能使用父类的引用访问父类的成员5、多态的应用6、注意事项*//*需求:猫,狗。*/abstract class Animal{abstract void eat();}class Cat extends Animal{public void eat(){System.out.println("吃鱼");}public void catchMouse(){System.out.println("抓老鼠");}}class Dog extends Animal{public void eat(){System.out.println("吃骨头");}public void kanJia(){System.out.println("看家");}}class DuoTaiDemo{public static void main(String[] args){function(new Cat());function(new Dog());Animal a = new Cat();//向上转型a.eat();Cat c = (Cat)a;//向下转型c.catchMouse();}public static void function(Animal a){a.eat();//用于子类型有限//或判断所属类型进而使用其特有方法if(a instanceof Cat){Cat c = (Cat)a;c.catchMouse();}else if(a instanceof Dog){Dog c = (Dog)a;c.kanJia();}}}

执行结果为:

吃骨头看家吃鱼抓老鼠

 

在上面的实例中,我们看到两个名词“向上转型”和“向下转型”,我们要理解多态,就必须要明白什么是“向上转型”及“向下转型”。

在继承中我们简单介绍了向上转型,这里就在啰嗦下:在上面的喝酒例子中,Animal是父类,Cat 和 Dog是子类。我们定义如下代码:

        Animal  a = new  Dog();

       在这里我们这样理解,这里定义了一个 Animal 类型的a,它指向 Dog 对象实例。由于Dog 是继承 Animal,所以 Dog 可以自动向上转型为Animal,所以 a 是可以指向Dog 实例对象的。这样做存在一个非常大的好处,在继承中我们知道子类是父类的扩展,它可以提供比父类更加强大的功能,如果我们定义了一个指向子类的父类引用类型,那么它除了能够引用父类的共性外,还可以使用子类强大的功能。

       但是向上转型存在一些缺憾,那就是它必定会导致一些方法和属性的丢失,而导致我们不能够获取它们。所以父类类型的引用可以调用父类中定义的所有属性和方法,却不能调用子类中的方法和属性。 

       若我们向调用子类中的方法怎么办呢?这就利用到了“向下转型”,在代码中的体现就是:

Cat c = (Cat)a;//向下转型c.catchMouse();

 

总结如下:

      指向子类的父类引用由于向上转型了,它只能访问父类中拥有的方法和属性,而对于子类中存在而父类中不存在的方法,该引用是不能使用的,尽管是重载该方法。若子类重写了父类中的某些方法,在调用该些方法的时候,必定是使用子类中定义的这些方法(动态连接、动态调用)。

 

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