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Java编程那些事儿63—多态性

郑州游戏学院陈跃峰

出自:http://blog.csdn.net/mailbomb

8.5.3 多态性

多态性是面向对象技术中最灵活的特性,主要是增强项目的可扩展性,提高代码的可维护性。

多态性依赖继承特性,可以把多态理解为继承性的扩展或者深入。

在这里把多态性分为两方面来进行介绍,对象类型的多态和对象方法的多态。

为了方便后续的讲解,首先给出一个继承结构的示例。

                   //文件名:SuperClass.java

                   public class SuperClass{

                            public void test(){

                                     System.out.println(“SuperClass”);

                            }

                   }

                   // 文件名:SubbClass1.java

                   public class SubbClass1 extends SuperClass{

                            public void test(){

                                     System.out.println(“SubbClass1”);

                            }

                   }

                   // 文件名:SubbClass2.java

                   public class SubbClass2 extends SuperClass{

                            public void test(){

                                     System.out.println(“SubbClass2”);

                            }

                   }

在该示例代码中,SubbClass1和SubbClass2是SuperClass的子类,并且在子类的内部都覆盖父类中的test方法。由于这三个类中都书写构造方法,则按照默认构造方法的约定,每个类中都会被自动添加一个默认的构造方法。

8.5.3.1 对象类型的多态

对象类型的多态是指声明对象的类型不是对象的真正类型,而对象的真正类型由创建对象时调用的构造方法进行决定。例外,按照继承性的说明,子类的对象也是父类类型的对象,可以进行直接赋值。

例如如下代码:

SuperClass sc = new SubbClass1();

这里声明了一个SuperClass类型的对象sc,然后使用SuperClass的子类SubbClass1的构造方法进行创建,因为子类类型的对象也是父类类型的对象,所以创建出来的对象可以直接赋值给父类类型的对象sc。除了对象的赋值以外,另外一个更重要的知识是sc对象虽然使用SuperClass声明的类型,但是内部存储的却是SubbClass1类型的对象。这个可以Java语言的中instanceof运算符进行判断。

instanceof是一个运算符,其作用是判断一个对象是否是某个类类型的对象,如果成立则表达式的值为true,否则为false。语法格式如下:

对象名 instanceof 类名

需要注意的是:这里的类名必须和声明对象时的类之间存储继承关系,否则将出现语法错误。

测试类型的代码如下:

                   /**

 * 测试对象类型的多态

 */

public class TestObjectType {

         public static void main(String[] args) {

                                      SuperClass sc = new SubbClass1();

                                      boolean b = sc instanceof SuperClass;

                                      boolean b1 = sc instanceof SubbClass1;

                                      System.out.println(b);

                                      System.out.println(b1);

                            }

}

该测试程序的输出结果是:

                   true

                   true

由程序运行结果可以看出,sc既是SuperClass类型的对象,也是SubbClass1类型的对象,而SubbClass1的类型被隐藏起来了,这就是对象的多态。其实sc对象不仅仅在类型上是SubbClass1类型的,其存储的内容也是SubbClass1的内容,具体参看后面介绍的对象方法的多态。

对象类型的多态有很多的用途,极大的方便了对象的存储和传递,使代码很方便的进行扩展,对于已有代码不产生影响。下面介绍两个基本的使用。

1.对象的存储

在存储一系列不同子类的对象时,可以使用父类的结构来进行声明,这样可以方便数据的存储,例如需要存储多个SubbClass1和SubbClass2的对象时,则可以声明一个SuperClass类型的数组进行存储,示例代码如下:

         SuperClass sc[] = new SuperClass[3];

         sc[0] = new SubbClass1();

         sc[1] = new SubbClass2();

         sc[2] = new SubbClass1();

则这里的数组sc,可以存储各个类型子类的对象,而数组中每个元素的值都是存储的对应子类的对象,而只是在名义上的类型(语法上的类型)是SuperClass类型的,这样将方便程序的控制,当增加新的子类类型时,已有的代码不需要进行改造就可以自动适应新的子类的结构。

例如新增了一个SuperClass的子类SubbClass3,则该数组的代码可以修改成如下:

         SuperClass sc[] = new SuperClass[3];

         sc[0] = new SubbClass1();

         sc[1] = new SubbClass2();

         sc[2] = new SubbClass3();

其它的代码都需要进行修改,就可以适应新的结构,这是多态性最主要的用途。

2.对象的传递

在方法的传入参数传递,以及返回值处理方面都从对象类型的多态中受益。在向方法中传入参数时,如果该方法需要处理各个子类的对象,则只需要书写一个接受父类类型对象的方法即可。例如:

public void testObjectTypeMethod(SuperClass sc){}

则该在调用该方法时,可以传入SuperClass的对象,也可以传入其子类的对象,如果传入的是子类的对象,则子类对象中的内容不会丢失。例如调用的示例代码如下:

         SuperClass sc = new SuperClass();

         SubbClass1 sc1 = new SubbClass1();

         SubbClass2 sc2 = new SubbClass2();

         testObjectTypeMethod(sc);

testObjectTypeMethod(sc1);

testObjectTypeMethod(sc2);

这里说明的只是调用时的语法结构,这样的特性将使我们只需要书写一个方法,就可以处理所有子类的对象,简化代码的书写,降低代码的重复,从而降低维护的难度。

另外,方法的返回值也可以利用到该特性,例如如下方法:

public SuperClass testObjectTypeMethod2(){}

则在该方法的内部,既可以返回SuperClass类型的对象,也可以返回其子类的对象,也能简化代码的书写,便于代码的阅读和维护。

关于对象类型的多态,就简单的说明这么多,具体在项目中如何进行使用,还需要一定的技巧和方法。

8.5.3.2 对象方法的多态

对象方法的多态基于方法的覆盖,也就是该对象调用的方法具体是子类的方法还是父类的方法,由创建对象时使用的构造方法决定,而不是由声明对象时声明的类型决定。

示例代码如下:

                   /**

                  * 测试对象方法的多态

 */

public class TestObjectMethod {

                            public static void main(String[] args) {

                                      SuperClass sc = new SuperClass();

                                      SubbClass1 sc1 = new SubbClass1();

                                      SubbClass2 sc2 = new SubbClass2();

                                     SuperClass sc3 = new SubbClass1();

                                      testObjectTypeMethod(sc);

                                      testObjectTypeMethod(sc1);

                                      testObjectTypeMethod(sc2);

                                     testObjectTypeMethod(sc3);

                            }

                            

                            public static void testObjectTypeMethod(SuperClass sc){

                                      sc.test();  //调用被覆盖的方法

                            }

}

         该代码的执行结果如下:

                   SuperClass

SubbClass1

SubbClass2

SubbClass1

则从代码的执行结果看,虽然testObjectTypeMethod方法接收的是SuperClass类型的对象,但是传入子类对象时,子类对象的内容没有丢失,所以在调用test方法时,还是调用的对应对象中对应的test方法。

这样就在功能上实现了对象的传递,从而保留了对象的内容,极大的方便了代码的扩展性。

但是,由于Java在执行程序时,在程序运行的过程中,需要判断对象调用的具体是父类的方法还是子类的方法,所以程序的执行速度会稍微有所降低。