多態是同一個行爲具有多個不同表現形式或形態的能力。
多態就是同一個接口,使用不同的實例而執行不同操作,如圖所示:
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多態性是對象多種表現形式的體現。
現實中,比如我們按下 F1 鍵這個動作:
- 如果當前在 Flash 界面下彈出的就是 AS 3 的幫助文檔;
- 如果當前在 Word 下彈出的就是 Word 幫助;
- 在 Windows 下彈出的就是 Windows 幫助和支持。
同一個事件發生在不同的對象上會產生不同的結果。
多態的優點
- 1. 消除類型之間的耦合關係
- 2. 可替換性
- 3. 可擴充性
- 4. 接口性
- 5. 靈活性
- 6. 簡化性
多態存在的三個必要條件
- 繼承
- 重寫
- 父類引用指向子類對象
比如:
public class Test {
public static void main(String[] args) {
show(new Cat()); // 以 Cat 對象調用 show 方法
show(new Dog()); // 以 Dog 對象調用 show 方法
Animal a = new Cat(); // 向上轉型 a.eat(); // 調用的是 Cat 的 eat Cat c = (Cat)a; // 向下轉型 c.work(); // 調用的是 Cat 的 work
}
public static void show(Animal a) { a.eat(); // 類型判斷 if (a instanceof Cat) { // 貓做的事情 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("吃魚");
}
public void work() {
System.out.println("抓老鼠");
}
}
class Dog extends Animal {
public void eat() {
System.out.println("吃骨頭");
}
public void work() {
System.out.println("看家");
}
}
當使用多態方式調用方法時,首先檢查父類中是否有該方法,如果沒有,則編譯錯誤;如果有,再去調用子類的同名方法。
多態的好處:可以使程序有良好的擴展,並可以對所有類的對象進行通用處理。
以下是一個多態實例的演示,詳細說明請看註釋:
吃魚
抓老鼠
吃骨頭
看家
吃魚
抓老鼠
執行以上程序,輸出結果爲:
虛方法
我們將介紹在Java中,當設計類時,被重寫的方法的行爲怎樣影響多態性。
我們已經討論了方法的重寫,也就是子類能夠重寫父類的方法。
當子類對象調用重寫的方法時,調用的是子類的方法,而不是父類中被重寫的方法。
要想調用父類中被重寫的方法,則必須使用關鍵字super。
Employee.java 文件代碼:
/* 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 構造函數");
this.name = name;
this.address = address;
this.number = number;
}
public void mailCheck() {
System.out.println("郵寄支票給: " + 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;
}
}
假設下面的類繼承Employee類:
/* 文件名 : Salary.java */
public class Salary extends Employee
{
private double salary; // 全年工資
public Salary(String name, String address, int number, double salary) {
super(name, address, number);
setSalary(salary);
}
public void mailCheck() {
System.out.println("Salary 類的 mailCheck 方法 ");
System.out.println("郵寄支票給:" + getName()
+ " ,工資爲:" + salary);
}
public double getSalary() {
return salary;
}
public void setSalary(double newSalary) {
if(newSalary >= 0.0) {
salary = newSalary;
}
}
public double computePay() {
System.out.println("計算工資,付給:" + getName());
return salary/52;
}
}
現在我們仔細閱讀下面的代碼,嘗試給出它的輸出結果:
/* 文件名 : VirtualDemo.java */
public class VirtualDemo {
public static void main(String [] args) {
Salary s = new Salary("員工 A", "北京", 3, 3600.00);
Employee e = new Salary("員工 B", "上海", 2, 2400.00);
System.out.println("使用 Salary 的引用調用 mailCheck -- ");
s.mailCheck();
System.out.println("\n使用 Employee 的引用調用 mailCheck--");
e.mailCheck();
}
}
以上實例編譯運行結果如下:
Employee 構造函數
Employee 構造函數
使用 Salary 的引用調用 mailCheck --
Salary 類的 mailCheck 方法
郵寄支票給:員工 A ,工資爲:3600.0
使用 Employee 的引用調用 mailCheck--
Salary 類的 mailCheck 方法
郵寄支票給:員工 B ,工資爲:2400.0
例子解析
- 實例中,實例化了兩個 Salary 對象:一個使用 Salary 引用 s,另一個使用 Employee 引用 e。
- 當調用 s.mailCheck() 時,編譯器在編譯時會在 Salary 類中找到 mailCheck(),執行過程 JVM 就調用 Salary 類的 mailCheck()。
- 因爲 e 是 Employee 的引用,所以調用 e 的 mailCheck() 方法時,編譯器會去 Employee 類查找 mailCheck() 方法 。
- 在編譯的時候,編譯器使用 Employee 類中的 mailCheck() 方法驗證該語句, 但是在運行的時候,Java虛擬機(JVM)調用的是 Salary 類中的 mailCheck() 方法。
以上整個過程被稱爲虛擬方法調用,該方法被稱爲虛擬方法。
Java中所有的方法都能以這種方式表現,因此,重寫的方法能在運行時調用,不管編譯的時候源代碼中引用變量是什麼數據類型。
多態的實現方式
方式一:重寫:
這個內容已經在上一章節詳細講過,就不再闡述,詳細可訪問:Java 重寫(Override)與重載(Overload)。
方式二:接口
- 1. 生活中的接口最具代表性的就是插座,例如一個三接頭的插頭都能接在三孔插座中,因爲這個是每個國家都有各自規定的接口規則,有可能到國外就不行,那是因爲國外自己定義的接口類型。
- 2. java中的接口類似於生活中的接口,就是一些方法特徵的集合,但沒有方法的實現。具體可以看 java接口 這一章節的內容。