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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:

  • 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

  • 1. 消除类型之间的耦合关系

  • 2. 可替换性

  • 3. 可扩充性

  • 4. 接口性

  • 5. 灵活性

  • 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

比如:

Parent p = new Child();

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:

public class Test {    public static void main(String[] args) {      show(new Cat());  // 以 Cat 对象调用 show 方法      show(new Dog());  // 以 Dog 对象调用 show 方法                      Animal a = new Cat();  // 向上转型        a.eat();               // 调用的是 Cat 的 eat      Cat c = (Cat)a;        // 向下转型        c.work();        // 调用的是 Cat 的 work  }                  public static void show(Animal a)  {      a.eat();          // 类型判断        if (a instanceof Cat)  {  // 猫做的事情            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("吃鱼");      }      public void work() {          System.out.println("抓老鼠");      }  }    class Dog extends Animal {      public void eat() {          System.out.println("吃骨头");      }      public void work() {          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

虚方法

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。

/* 文件名 : Employee.java */

Employee.java 文件代码:

public class Employee {   private String name;   private String address;   private int number;   public Employee(String name, String address, int number) {      System.out.println("Employee 构造函数");      this.name = name;      this.address = address;      this.number = number;   }   public void mailCheck() {      System.out.println("邮寄支票给: " + 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;   }}

假设下面的类继承Employee类:

Salary.java 文件代码:

/* 文件名 : Salary.java */public class Salary extends Employee{   private double salary; // 全年工资   public Salary(String name, String address, int number, double salary) {       super(name, address, number);       setSalary(salary);   }   public void mailCheck() {       System.out.println("Salary 类的 mailCheck 方法 ");       System.out.println("邮寄支票给:" + getName()       + " ,工资为:" + salary);   }   public double getSalary() {       return salary;   }   public void setSalary(double newSalary) {       if(newSalary >= 0.0) {          salary = newSalary;       }   }   public double computePay() {      System.out.println("计算工资,付给:" + getName());      return salary/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 : Salary.java */public class Salary extends Employee{   private double salary; // 全年工资   public Salary(String name, String address, int number, double salary) {       super(name, address, number);       setSalary(salary);   }   public void mailCheck() {       System.out.println("Salary 类的 mailCheck 方法 ");       System.out.println("邮寄支票给:" + getName()       + " ,工资为:" + salary);   }   public double getSalary() {       return salary;   }   public void setSalary(double newSalary) {       if(newSalary >= 0.0) {          salary = newSalary;       }   }   public double computePay() {      System.out.println("计算工资,付给:" + getName());      return salary/52;   }}

VirtualDemo.java 文件代码:

/* 文件名 : VirtualDemo.java */public class VirtualDemo {   public static void main(String [] args) {      Salary s = new Salary("员工 A", "北京", 3, 3600.00);      Employee e = new Salary("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

  • 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。

  • 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()。

  • 因为 e 是 Employee 的引用,所以调用 e 的 mailCheck() 方法时,编译器会去 Employee 类查找 mailCheck() 方法 。

  • 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。