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。推荐分布式架构源码

 

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：Parent p = new Child();

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23

class Shape {     void draw() {} }    class Circle extends Shape {     void draw() {         System.out.println("Circle.draw()");     } }    class Square extends Shape {     void draw() {         System.out.println("Square.draw()");     } }    class Triangle extends Shape {     void draw() {         System.out.println("Triangle.draw()");     } }   }

 

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：

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45

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：

1 2 3 4 5 6

吃鱼 抓老鼠 吃骨头 看家 吃鱼 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。

Employee.java 文件代码：

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31

/* 文件名 : Employee.java */ 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：

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26

/* 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：

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

/* 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：

1 2 3 4 5 6 7 8 9

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()。

• e 是 Employee 的引用，但引用 e 最终运行的是 Salary 类的 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

• 1. 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。

• 2. 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。

方式三：抽象类和抽象方法

详情请看 Java抽象类 章节。