Objective-C--- 多态 、 协议

2023-10-17 07:52:33

1 编写交通工具程序

1.1 问题

本案例需要创建一个TRTransportation类，类中有一个方法叫print的方法，该方法默认输出 “显示交通工具信息”，这个类作为父类，派生出三个子类TRTaxi的士类、TRBus巴士类和TRBike 自行车类。TRTaxi的士类覆盖了父类的print方法，改成自己的输出，"交通工具为的士"；TRBus巴士类覆盖了父类的print方法，改成自己的输出，"交通工具为巴士"；TRBike 自行车类覆盖了父类的print方法，改成自己的输出，"交通工具为单车"。

在主程序中，创建三个交通工具，使用多态输出交通工具信息。

1.2 步骤

实现此案例需要按照如下步骤进行。

步骤一：定义TRTransportation类

首先，在Day04工程中新添加TRTransportation.h文件，用于定义新的类TRTransportation。

代码如下所示：

 
  1. #import <Foundation/Foundation.h>
  2. @interface TRTRansportation : NSObject
  3. -(void)print;
  4. @end

在上述代码中，为TRTransportation类添加一个方法print，用于输出信息“显示交通工具信息”到控制台。

然后，在类TRTransportation的实现部分，即在TRTransportation.m文件中，添加print方法的实现。

代码如下所示：

 
  1. #import "TRTransportation.h"
  2. @implementation TRTRansportation
  3. -(void)print{
  4. NSLog(@"显示交通工具信息");
  5. }
  6. @end

步骤二：定义TRTaxi类

首先，在Day04工程中新添加TRTaxi.h文件，用于定义新的类TRTaxi。

代码如下所示：

  1. #import "TRTransportation.h"
  2. @interface TRTaxi : TRTRansportation
  3. @end

上述代码可以看出，TRTaxi类继承自父类TRTRansportation。TRTaxi类并没有声明自己的属性和方法。

然后，在类TRTaxi的实现部分，即在TRTaxi.m文件中，重写由父类TRTRansportation继承的print方法。

代码如下所示：

  1. #import "TRTaxi.h"
  2. @implementation TRTaxi
  3. -(void)print{
  4. NSLog(@"交通工具为的士");
  5. }
  6. @end

步骤三：定义TRBus类

首先，在Day04工程中新添加TRBus.h文件，用于定义新的类TRBus。

代码如下所示：

  1. #import "TRTransportation.h"
  2. @interface TRBus : TRTRansportation
  3. @end

上述代码可以看出，TRBus类继承自父类TRTRansportation。TRBus类并没有声明自己的属性和方法。

然后，在类TRBus的实现部分，即在TRBus.m文件中，重写由父类TRTRansportation继承的print方法。

代码如下所示：

  1. #import "TRBus.h"
  2. @implementation TRBus
  3. -(void)print{
  4. NSLog(@"交通工具为巴士");
  5. }
  6. @end

步骤四：定义TRBike类

首先，在Day04工程中新添加TRBike.h文件，用于定义新的类TRBike。

代码如下所示：

  1. #import "TRTransportation.h"
  2. @interface TRBike : TRTRansportation
  3. @end

上述代码可以看出，TRBike类继承自父类TRTRansportation。TRBike类并没有声明自己的属性和方法。

然后，在类TRBike的实现部分，即在TRBike.m文件中，重写由父类TRTRansportation继承的print方法。

代码如下所示：

  1. #import "TRBike.h"
  2. @implementation TRBike
  3. -(void)print{
  4. NSLog(@"交通工具为单车");
  5. }
  6. @end

步骤五：在主程序中定义以上各类的对象

代码如下所示：

  1. #import <Foundation/Foundation.h>
  2. #import "TRTransportation.h"
  3. #import "TRTaxi.h"
  4. #import "TRBus.h"
  5. #import "TRBike.h"
  6. int main(int argc, const char * argv[])
  7. {
  8. @autoreleasepool {
  9. // insert code here...
  10. TRTRansportation* tran = [[TRTRansportation alloc] init];
  11. [tran print];
  12. TRTRansportation* tran1 = [[TRBus alloc] init];
  13. [tran1 print];
  14. TRTRansportation* tran2 = [[TRTaxi alloc] init];
  15. [tran2 print];
  16. TRTRansportation* tran3 = [[TRBike alloc] init];
  17. [tran3 print];
  18. }
  19. return 0;
  20. }

在上述代码中，以下代码：

  1. TRTRansportation* tran = [[TRTRansportation alloc] init];
  2. [tran print];

定义了一个TRTRansportation类的对象tran，并向对象tran发送print消息，以在控制台上输出“显示交通工具信息”。

在上述代码中，以下代码：

  1. TRTRansportation* tran1 = [[TRBus alloc] init];
  2. [tran1 print];

定义了一个TRTRansportation类类型的指针tran1，用它指向TRBus类的对象，这是允许的。在多态的概念中，允许用父类的指针指向派生类的对象。但此时只能向该指针指向的派生类对象发送父类中已有的消息，派生类中自定义的父类中没有的消息不能被发送，同时发送的这个消息将调用派生类中重写的函数。如上述代码中，向指向派生类对象的父类指针tran1发送父类中已经定义的print消息，调用的是派生类中重写的函数，所以在控制台上输出“交通工具为巴士”。

在上述代码中，以下代码：

  1. TRTRansportation* tran2 = [[TRTaxi alloc] init];
  2. [tran2 print];

定义了一个TRTRansportation类类型的指针tran2，用它指向TRTaxi类的对象，向该指针tran2发送父类中已经定义的print消息，调用的是派生类中重写的函数，所以在控制台上输出“交通工具为的士”。

在上述代码中，以下代码：

  1. TRTRansportation* tran3 = [[TRBike alloc] init];
  2. [tran3 print];

定义了一个TRTRansportation类类型的指针tran3，用它指向TRBike类的对象，向该指针tran3发送父类中已经定义的print消息，调用的是派生类中重写的函数，所以在控制台上输出“交通工具为单车”。

1.3 完整代码

本案例中，类TRTransportation声明，即TRTransportation.h文件，完整代码如下所示：

  1. #import <Foundation/Foundation.h>
  2. @interface TRTRansportation : NSObject
  3. -(void)print;
  4. @end

类TRTransportation实现，即TRTransportation.m文件，完整代码如下所示：

  1. #import "TRTransportation.h"
  2. @implementation TRTRansportation
  3. -(void)print{
  4. NSLog(@"显示交通工具信息");
  5. }
  6. @end

本案例中，类TRTaxi声明，即TRTaxi.h文件，完整代码如下所示：

  1. #import "TRTransportation.h"
  2. @interface TRTaxi : TRTRansportation
  3. @end

类TRTaxi实现，即TRTaxi.m文件，完整代码如下所示：

  1. #import "TRTaxi.h"
  2. @implementation TRTaxi
  3. -(void)print{
  4. NSLog(@"交通工具为的士");
  5. }
  6. @end

本案例中，类TRBus声明，即TRBus.h文件，完整代码如下所示：

  1. #import "TRTransportation.h"
  2. @interface TRBus : TRTRansportation
  3. @end

类TRBus实现，即TRBus.m文件，完整代码如下所示：

  1. #import "TRBus.h"
  2. @implementation TRBus
  3. -(void)print{
  4. NSLog(@"交通工具为巴士");
  5. }
  6. @end

本案例中，类TRBike声明，即TRBike.h文件，完整代码如下所示：

  1. #import "TRTransportation.h"
  2. @interface TRBike : TRTRansportation
  3. @end

类TRBike实现，即TRBike.m文件，完整代码如下所示：

  1. #import "TRBike.h"
  2. @implementation TRBike
  3. -(void)print{
  4. NSLog(@"交通工具为单车");
  5. }
  6. @end

主程序，即main.m，完整代码如下所示：

  1. #import <Foundation/Foundation.h>
  2. #import "TRTransportation.h"
  3. #import "TRTaxi.h"
  4. #import "TRBus.h"
  5. #import "TRBike.h"
  6. int main(int argc, const char * argv[])
  7. {
  8. @autoreleasepool {
  9. // insert code here...
  10. TRTRansportation* tran = [[TRTRansportation alloc] init];
  11. [tran print];
  12. TRTRansportation* tran1 = [[TRBus alloc] init];
  13. [tran1 print];
  14. TRTRansportation* tran2 = [[TRTaxi alloc] init];
  15. [tran2 print];
  16. TRTRansportation* tran3 = [[TRBike alloc] init];
  17. [tran3 print];
  18. }
  19. return 0;
  20. }

2 编写SuperMan类

2.1 问题

本案例需要定义两个协议，一个是TRPerson，它定义了一个方法job；另一个是TRFly，它定义了一个方法fly。创建一个SuperMan类，采用以上两个协议，使该类具有飞翔和工作的能力。

2.2 步骤

实现此案例需要按照如下步骤进行。

步骤一：定义协议TRPerson

首先，在Day04-2工程中新添加TRPerson.h文件，用于定义新的协议TRPerson。

代码如下所示：

  1. #import <Foundation/Foundation.h>
  2. @protocol TRPerson <NSObject>
  3. -(void)job;
  4. @end

在上述代码中，定义了一个协议TRPerson，在协议中有一个方法job的声明，表示采纳这个协议的类将具有工作的能力。该协议继承自NSObject。

步骤二：定义协议TRFly

首先，在Day04-2工程中新添加TRFly.h文件，用于定义新的协议TRFly。

代码如下所示：

  1. #import <Foundation/Foundation.h>
  2. @protocol TRFly <NSObject>
  3. -(void)fly;
  4. @end

在上述代码中，定义了一个协议TRFly，在协议中有一个方法fly的声明，表示采纳这个协议的类将具有飞翔的能力。该协议继承自NSObject。

步骤三：定义SuperMan类

首先，在Day04-2工程中新添加SuperMan.h文件，用于定义新的类SuperMan。

代码如下所示：

  1. #import <Foundation/Foundation.h>
  2. #import "TRFly.h"
  3. #import "TRPerson.h"
  4. @interface SuperMan : NSObject<TRFly,TRPerson>
  5. @end

上述代码可以看出，SuperMan类采纳了两个协议，一个是TRFly，另一个是TRPerson。SuperMan类并没有声明自己的属性和方法。

然后，在类SuperMan的实现部分，即在SuperMan.m文件中，对采纳的两个协议中的方法进行实现。当一个类采纳了某个协议后，在类的实现部分必须写出协议中声明的方法的实现。

代码如下所示：

  1. #import "SuperMan.h"
  2. @implementation SuperMan
  3. -(void)fly{
  4. NSLog(@"具有飞行的能力");
  5. }
  6. -(void)job{
  7. NSLog(@"具有了工作的能力");
  8. }
  9. @end

步骤四：在主程序中使用SuperMan类

代码如下所示：

  1. #import <Foundation/Foundation.h>
  2. #import "TRPerson.h"
  3. #import "TRFly.h"
  4. #import "SuperMan.h"
  5. int main(int argc, const char * argv[])
  6. {
  7. @autoreleasepool {
  8. // insert code here...
  9. id<TRFly,TRPerson> sMan = [[SuperMan alloc]init];
  10. [sMan fly];
  11. [sMan job];
  12. }
  13. return 0;
  14. }

在上述代码中，以下代码：

  1. id<TRFly,TRPerson> sMan = [[SuperMan alloc]init];

定义了一个id类型的指针sMan，并将指针sMan指向SuperMan类的对象。该id类型的指针由于进行了<TRFly,TRPerson>协议限定，所以指针只能调用SuperMan类中实现的TRFly协议和TRPerson协议声明的方法。

在上述代码中，以下代码：

  1. [sMan fly];
  2. [sMan job];

分别向id类型的指针发送fly消息和job消息，调用SuperMan类中的方法实现。

2.3 完整代码

本案例中，协议TRPerson声明，即TRPerson.h文件，完整代码如下所示：

  1. #import <Foundation/Foundation.h>
  2. @protocol TRPerson <NSObject>
  3. -(void)job;
  4. @end

本案例中，协议TRFly声明，即TRFly.h文件，完整代码如下所示：

  1. #import <Foundation/Foundation.h>
  2. @protocol TRFly <NSObject>
  3. -(void)fly;
  4. @end

本案例中，类SuperMan声明，即SuperMan.h文件，完整代码如下所示：

  1. #import <Foundation/Foundation.h>
  2. #import "TRFly.h"
  3. #import "TRPerson.h"
  4. @interface SuperMan : NSObject<TRFly,TRPerson>
  5. @end

类SuperMan实现，即SuperMan.m文件，完整代码如下所示：

  1. #import "SuperMan.h"
  2. @implementation SuperMan
  3. -(void)fly{
  4. NSLog(@"具有飞行的能力");
  5. }
  6. -(void)job{
  7. NSLog(@"具有了工作的能力");
  8. }
  9. @end

主程序，即main.m，完整代码如下所示：

  1. #import <Foundation/Foundation.h>
  2. #import "TRPerson.h"
  3. #import "TRFly.h"
  4. #import "SuperMan.h"
  5. int main(int argc, const char * argv[])
  6. {
  7. @autoreleasepool {
  8. // insert code here...
  9. id<TRFly,TRPerson> sMan = [[SuperMan alloc]init];
  10. [sMan fly];
  11. [sMan job];
  12. }
  13. return 0;
  14. }
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