java入门---面向对象编程之多态&虚拟方法

    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。

    由此可知,同一个事件发生在不同的对象上会产生不同的结果。然后我们来看多态的优点:

  • 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

    再来看下它的三个必要条件:

  • 继承
  • 重写
  • 父类引用指向子类对象

    类似下面这个:

Parent 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:

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");  
    }  
}

    运行结果为:

吃鱼
抓老鼠
吃骨头
看家
吃鱼
抓老鼠

    然后我们来看下什么是虚方法?在上篇文章,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。

/* 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:

/* 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:

/* 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();
    }
}

    运行结果为:

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

    解析着看下:

  • 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。

    到这里呢,我们再来看下如何实现多态呢?三个方式,首先是重写,详情请看上篇文章,第二就是抽象类和抽象方法,这个在之后的文章会有记录,第三就是接口,我们来看下:

  • 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。具体可以看 java接口 这一章节的内容。

    对于多态,可以总结以下几点

一、使用父类类型的引用指向子类的对象;

二、该引用只能调用父类中定义的方法和变量;

三、如果子类中重写了父类中的一个方法,那么在调用这个方法的时候,将会调用子类中的这个方法;(动态连接、动态调用);

四、变量不能被重写(覆盖),”重写“的概念只针对方法,如果在子类中”重写“了父类中的变量,那么在编译时会报错。

    类的属性变量是能重写(覆盖)的:

class Animal{
   public int age;
   public void move(){
      System.out.println("动物可以移动");
   }
}
 
class Dog extends Animal{
   public double age;
   public void move(){
       age = 10.00;
      System.out.println("狗可以跑和走");
   }
   public void bark(){
      System.out.println("狗可以吠叫");
   }
}

class Cat extends Animal{
   public void move(){
       super.age = 3;
      System.out.println("猫可以跳");
   }
}
 
public class TestOverride{
   public static void main(String args[]){
      Animal a = new Animal(); // Animal 对象
      Animal b = new Dog(); // Dog 对象
      Dog c = new Dog();
      Cat d = new Cat();
      
      a.move();// 执行 Animal 类的方法
      b.move();//执行 Dog 类的方法
      c.move();//执行 Dog 类的方法
      d.move();//执行 Cat 类的方法
      Object aValue = a.age;
      Object bValue = b.age;
      Object cValue = c.age;
      System.out.println("The type of "+a.age+" is "+(aValue instanceof Double ? "double" : (aValue instanceof Integer ? "int" : "")));
      System.out.println("The type of "+b.age+" is "+(bValue instanceof Double ? "double" : (bValue instanceof Integer ? "int" : "")));
      System.out.println("The type of "+c.age+" is "+(cValue instanceof Double ? "double" : (cValue instanceof Integer ? "int" : "")));// 覆盖age属性
      System.out.println("The age of cat  is "+d.age);
     
   }
}

    运行结果为:

动物可以移动
狗可以跑和走
狗可以跑和走
猫可以跳
The type of 0 is int
The type of 0 is int
The type of 10.0 is double
The age of cat  is 3

    最后来看下多态引用时,构造子类对象时的构造方法的调用顺序。1,先调用超类的构造方法,多重超类首先调用最远超类的方法。2,然后再执行当前子类的构造方法。不过我们调用时需要谨慎处理调用方法。

    好啦,这次到这里就结束了。如果感觉不错的话,请多多点赞支持哦。。。

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