Java 多态

最后编辑于2019-10-12 11:32:46 +0800 CST

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：

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

消除类型之间的耦合关系
可替换性
可扩充性
接口性
灵活性
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：

java

1Parent 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：

java

 1public class Test {
 2    public static void main(String[] args) {
 3      show(new Cat());  // 以 Cat 对象调用 show 方法
 4      show(new Dog());  // 以 Dog 对象调用 show 方法
 5                
 6      Animal a = new Cat();  // 向上转型  
 7      a.eat();               // 调用的是 Cat 的 eat
 8      Cat c = (Cat)a;        // 向下转型  
 9      c.work();        // 调用的是 Cat 的 work
10  }  
11            
12    public static void show(Animal a)  {
13      a.eat();  
14        // 类型判断
15        if (a instanceof Cat)  {  // 猫做的事情 
16            Cat c = (Cat)a;  
17            c.work();  
18        } else if (a instanceof Dog) { // 狗做的事情 
19            Dog c = (Dog)a;  
20            c.work();  
21        }  
22    }  
23}
24 
25abstract class Animal {  
26    abstract void eat();  
27}  
28  
29class Cat extends Animal {  
30    public void eat() {  
31        System.out.println("吃鱼");  
32    }  
33    public void work() {  
34        System.out.println("抓老鼠");  
35    }  
36}  
37  
38class Dog extends Animal {  
39    public void eat() {  
40        System.out.println("吃骨头");  
41    }  
42    public void work() {  
43        System.out.println("看家");  
44    }  
45}

执行以上程序，输出结果为：

bash

1吃鱼
2抓老鼠
3吃骨头
4看家
5吃鱼
6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。

java

 1/* 文件名 : Employee.java */
 2public class Employee {
 3   private String name;
 4   private String address;
 5   private int number;
 6   public Employee(String name, String address, int number) {
 7      System.out.println("Employee 构造函数");
 8      this.name = name;
 9      this.address = address;
10      this.number = number;
11   }
12   public void mailCheck() {
13      System.out.println("邮寄支票给： " + this.name
14       + " " + this.address);
15   }
16   public String toString() {
17      return name + " " + address + " " + number;
18   }
19   public String getName() {
20      return name;
21   }
22   public String getAddress() {
23      return address;
24   }
25   public void setAddress(String newAddress) {
26      address = newAddress;
27   }
28   public int getNumber() {
29     return number;
30   }
31}

假设下面的类继承Employee类：

java

 1/* 文件名 : Salary.java */
 2public class Salary extends Employee
 3{
 4   private double salary; // 全年工资
 5   public Salary(String name, String address, int number, double salary) {
 6       super(name, address, number);
 7       setSalary(salary);
 8   }
 9   public void mailCheck() {
10       System.out.println("Salary 类的 mailCheck 方法 ");
11       System.out.println("邮寄支票给：" + getName()
12       + " ，工资为：" + salary);
13   }
14   public double getSalary() {
15       return salary;
16   }
17   public void setSalary(double newSalary) {
18       if(newSalary >= 0.0) {
19          salary = newSalary;
20       }
21   }
22   public double computePay() {
23      System.out.println("计算工资，付给：" + getName());
24      return salary/52;
25   }
26}

现在我们仔细阅读下面的代码，尝试给出它的输出结果：

java

 1/* 文件名 : VirtualDemo.java */
 2public class VirtualDemo {
 3   public static void main(String [] args) {
 4      Salary s = new Salary("员工 A", "北京", 3, 3600.00);
 5      Employee e = new Salary("员工 B", "上海", 2, 2400.00);
 6      System.out.println("使用 Salary 的引用调用 mailCheck -- ");
 7      s.mailCheck();
 8      System.out.println("\n使用 Employee 的引用调用 mailCheck--");
 9      e.mailCheck();
10    }
11}

以上实例编译运行结果如下：

bash

1Employee 构造函数
2Employee 构造函数
3使用 Salary 的引用调用 mailCheck -- 
4Salary 类的 mailCheck 方法 
5邮寄支票给：员工 A ，工资为：3600.0
6
7使用 Employee 的引用调用 mailCheck--
8Salary 类的 mailCheck 方法 
9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。

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 ¶

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。
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 ¶

Java Override/Overload Java 抽象类

Java 多态

Java 多态 ¶

虚函数 ¶

重写 ¶

例子解析 ¶

多态的实现方式 ¶

方式一：重写： ¶

方式二：接口 ¶

方式三：抽象类和抽象方法 ¶

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