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Java面向对象之多态


 

   

  一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。多态性是对象多种表现形式的体现。比如我们说"宠物"这个对象,它就有很多不同的表达或实现,比如有小猫、小狗、蜥蜴等等。那么我到宠物店说"请给我一只宠物",服务员给我小猫、小狗或者蜥蜴都可以,我们就说"宠物"这个对象就具备多态性。

  接下来让我们通过实例来了解Java的多态。

  实例:

  Vegetarian.java源文件代码:

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  public interface Vegetarian{

  //实现细节

  }

  Animal.java源文件代码:

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  public class Animal{

  //实现细节

  }

  Deer.java源文件代码:

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  public class Deer extends Animal implements Vegetarian{

  //实现细节

  }

  因为Deer类具有多重继承,所以它具有多态性。以上实例解析如下:

  一个Deer IS-A (是一个)Animal

  一个Deer IS-A (是一个)Vegetarian

  一个Deer IS-A (是一个)Deer

  一个Deer IS-A (是一个)Object

  在Java中,所有的对象都具有多态性,因为任何对象都能通过IS-A测试的类型和Object类。这个在后面可以使用instanceof关键字来验证。

  访问一个对象的唯一方法就是通过引用型变量。引用型变量只能有一种类型,一旦被声明,引用型变量的类型就不能被改变了。引用型变量不仅能够被重置为其他对象,前提是这些对象没有被声明为final。还可以引用和它类型相同的或者相兼容的对象。它可以声明为类类型或者接口类型。

  当我们将引用型变量应用于Deer对象的引用时,下面的声明是合法的:

  Deer d = new Deer();

  Animal a = d;

  Vegetarian v = d;

  Object o = d;

  所有的引用型变量d,a,v,o都指向堆中相同的Deer对象。

  二虚方法

  在Java中当设计类时,被重载的方法的行为怎样影响多态性。我们已经讨论了方法的重载,也就是子类能够重载父类的方法。当子类对象调用重载的方法时,调用的是子类的方法,而不是父类中的重载的方法。

  要想调用父类中被重载的方法,则必须使用关键字super。

  实例:

  Employee.java源文件代码:

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  public class Employee{

  //私有成员变量

  private String name;

  private String address;

  private int number;

  //构造函数

  public Employee(String name, String address, int number){

  System.out.println("Constructing an Employee");

  this.name = name;

  this.address = address;

  this.number = number;

  }

  public void mailCheck(){

  System.out.println("Mailing a check to " + 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Salary类继承Employee类:

  Salary.java源文件代码:

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  public class Salary extends Employee{

  //私有成员变量

  private double salary; //Annual salary

  //构造函数

  public Salary(String name, String address, int number, double salary){

  //继承父类Employee类的成员变量

  super(name, address, number);

  setSalary(salary);

  }

  //重写父类Employee类的mailCheck()方法

  public void mailCheck(){

  System.out.println("Within mailCheck of Salary class ");

  System.out.println("Mailing check to " + getName() + " with salary " + salary);

  }

  public double getSalary(){

  return salary;

  }

  public void setSalary(double newSalary){

  if(newSalary >= 0.0){

  salary = newSalary;

  }

  }

  //子类Salary类独有的computePay()方法

  public double computePay(){

  System.out.println("Computing salary pay for " + getName());

  return salary/52;

  }

  }

  现在我们仔细阅读下面的代码,给出它的输出结果:

  VirtualDemo.java源文件代码:

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  public class VirtualDemo{

  public static void main(String[] args){

  //实例化Salary类的对象s(本类的引用指向本类的对象)

  Salary s = new Salary("Mohd Mohtashim", "Ambehta, UP", 3, 3600.00);

  //实例化Employee类的对象e(父类的引用指向子类的对象)

  Employee e = new Salary("John Adams", "Boston, MA", 2, 2400.00);

  System.out.println("Call mailCheck using Salary reference --");

  //创建本类对象时,调用的方法为本类方法

  s.mailCheck();

  System.out.println(" Call mailCheck using Employee reference--");

  //创建子类对象时,调用的方法为子类重写的方法或者继承的方法

  e.mailCheck();

  }

  }

  以上实例编译运行结果如下:

  实例解释:

  例子中,我们实例化了两个Salary对象。一个使用本类Salary类引用s,另一个使用父类Employee类引用。编译时,编译器检查到mailCheck()方法在Salary类中的声明。在调用s.mailCheck()时,Java机(JVM)调用Salary类的mailCheck()方法。因为e是Employee的引用,所以调用的emailCheck()方法则有完全不同的结果。

 当编译器检查e.mailCheck()方法时,编译器检查到Employee类中的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。该行为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,借此,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。

  三面向对象多态总结

  1引用多态

  本类的引用可以指向本类的对象。

  父类的引用可以指向子类的对象。

  2方法多态

  创建本类对象时,调用的方法为本类方法。

  创建子类对象时,调用的方法为子类重写的方法或者继承的方法。

  四多态中的引用类型转换

  我们先来看实例:

  Animal.java源文件代码:

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  public class Animal{

  public String name;

  public int age;

  public Animal(){

  System.out.println("我是Animal类的构造函数");

  }

  }

  Dog.java源文件代码:

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  public class Dog extends Animal{

  public Dog(){

  System.out.println("我是Dog类的构造函数");

  }

  }

  Test.java源文件代码:

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  public class Test{

  public static void main(String[] args){

  //实例化Animal类

  Animal a1 = new Animal();//父类引用指向本类的对象

  Animal a2 = new Dog();//父类的引用指向子类的对象

  //实例化Dog类

  Dog d1 = new Dog();//子类指向本类的对象

  Dog d2 = new Animal();//子类向父类的对象,这个编译会出现问题

  }

  }

  编译结果:

  我们可以使用instanceof运算符来确定对象的类型:

  改写Test.java源文件代码:

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  public class Test{

  public static void main(String[] args){

  //实例化Animal类

  Animal a1 = new Animal();//父类引用指向本类的对象

  Animal a2 = new Dog();//父类的引用指向子类的对象

  //实例化Dog类

  Dog d1 = new Dog();//子类指向本类的对象

  //Dog d2 = new Animal();//子类向父类的对象,这个编译会出现问题

  System.out.println(a1 instanceof Animal);

  System.out.println(a2 instanceof Animal);

  System.out.println(d1 instanceof Dog);

  }

  }

  运行结果:

  五引用类型转换总结

  1)向上类型转换(隐式或自动类型转换),是小类型到大类型的转换。不存在安全性问题。

  2)向下类型转换(强制类型转换),是大类型到小类型的转换。存在安全性问题。数据的溢出。

  3)instanceof运算符,来确定引用对象的类型,避免类型转换的安全性问题。