Java开发中多态的实现原理

Java多态性理解
什么是多态
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。
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)
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。
多态的作用:消除类型之间的耦合关系。
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。
下面是多态存在的三个必要条件,要求大家做梦时都能背出来!
多态存在的三个必要条件 一、要有继承; 二、要有重写; 三、父类引用指向子类对象。
 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。

// 动物类
class Animal {
    int age;
    String name;


    public int getAge() {
        return age;
    }


    public void setAge(int age) {
        this.age = age;
    }


    public String getName() {
        return name;
    }


    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }


    // 动物类里面有叫和吃两个方法
    public void cry() {
        System.out.println("我不知道叫什么");
    }


    public void eat() {
        System.out.println("我不知道吃什么");
    }
}
2.其次,分别创造猫类和狗类(他们继承于动物类):
// 狗类继承于动物类
class Dog extends Animal {
    // 覆盖(重写)方法
    public void cry() {
        System.out.println("旺旺");
    }


    public void eat() {
        System.out.println("我是狗,我爱吃骨头");
    }
}


// 猫类继承于动物类
class Cat extends Animal {
    // 覆盖(重写)方法
    public void cry() {
        System.out.println("喵喵");
    }


    public void eat() {
        System.out.println("我是猫,我爱吃鱼");
    }
}
3.再者,创建食物类:
// 食物类
class Food {


    String name;


    public String getName() {
        return name;
    }


    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }


    // 食物类里面让它有一个方法
    public void showName() {


    }
}
4.再者,猫和狗都有自己不同的爱吃的食物(他们继承于食物类):
// 鱼(食物的一种)继承于食物
class Fish extends Food {
    public void showName() {
        System.out.println("食物:鱼");
    }
}


// 骨头(食物的一种)继承于食物
class Bone extends Food {
    public void showName() {
        System.out.println("食物:骨头");
    }
}
5.主人类(就可以将动物和对应的食物统一起来):
// 主人类 存在一種餵食方法
class Master {
    // 给动物喂食物,如果没有多态,他要写给猫喂食和给狗喂食两个方法
    // 有了多态,以后即使再来好多动物,用这一个函数就可以了
    public void feed(Animal an, Food f) {
        an.eat();
        f.showName();


    }
}
6.最后,方法的调用(测试):
public class DuoTaiDemo {


    public static void main(String args[]) {


        Master master = new Master();
        master.feed(new Dog(), new Bone());


        // hin方便,可以再试试
        master.feed(new Cat(), new Fish());


    }

}

运行结果:


多态的实现
实现条件
在刚刚开始就提到了继承在为多态的实现做了准备。子类Child继承父类Father,我们可以编写一个指向子类的父类类型引用,该引用既可以处理父类Father对象,也可以处理子类Child对象,当相同的消息发送给子类或者父类对象时,该对象就会根据自己所属的引用而执行不同的行为,这就是多态。即多态性就是相同的消息使得不同的类做出不同的响应。
Java实现多态有三个必要条件:继承、重写、向上转型。
继承:在多态中必须存在有继承关系的子类和父类。
重写:子类对父类中某些方法进行重新定义,在调用这些方法时就会调用子类的方法。
向上转型:在多态中需要将子类的引用赋给父类对象,只有这样该引用才能够具备技能调用父类的方法和子类的方法。
只有满足了上述三个条件,我们才能够在同一个继承结构中使用统一的逻辑实现代码处理不同的对象,从而达到执行不同的行为。
对于Java而言,它多态的实现机制遵循一个原则:当超类对象引用变量引用子类对象时,被引用对象的类型而不是引用变量的类型决定了调用谁的成员方法,但是这个被调用的方法必须是在超类中定义过的,也就是说被子类覆盖的方法。
实现形式
在Java中有两种形式可以实现多态。继承和接口。
基于继承实现的多态
基于继承的实现机制主要表现在父类和继承该父类的一个或多个子类对某些方法的重写,多个子类对同一方法的重写可以表现出不同的行为。


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