(13) - “多态” 详解

连载:面向对象葵花宝典:思想、技巧与实践(13) - “多态” 详解

在此要向将polymorphism翻译成“多态”的人致敬!

因为多态的英文实在是太难理解了,而中文翻译得又如此形象如此贴切。

 

从字面意思上就可以看出,多态就是“多种形态”的意思。但仔细探究一下:“多种形态”其实还是没法很好的理解,不同的人也还是会有不同的理解。

 

动画片看得多的同学可能会以为:多种形态,就是很多种变身啦 :),就像孙悟空72变一样,一会儿可以变成房子,一会儿可以变成牛魔王。。。。。。

 

擅长盛装打扮的美女可能会以为:多种形态,其实就是换不同的衣服嘛,你看我一会文艺小清新打扮,一会儿高贵典雅的贵妇人装束,一会儿小鸟依人的淑女形象。。。。。。

 

学院派技术宅男可能会以为:多种形态,其实就是多种状态啦,比如说TCP协议栈有XX种状态,线程有XX种状态。。。。。。

还可能有很多其它各种各样的理解,但在面向对象领域,这些理解都不正确,多态不是变身、不是换装、不是状态变化,而是“多胎”!!

你可能会很惊讶,以为这里是打字打错了,怎么可能是“多胎”呢?“多胎”又是什么意思呢?

多胎在这里也是一个形象的说法,在面向对象领域,多态的真正含义是:使用指向父类的指针或者引用,能够调用子类的对象。

我们以java程序为例:

Animal.java

package com.oo.base.polymorphism;

/**
 * 这是父类
 *
 */
public abstract class Animal {
    abstract String talk();
}

Dog.java

package com.oo.base.polymorphism;

/**
 * 子类:狗
 *
 */
public class Dog extends Animal {

    public Dog() {
        
    }

    @Override
    String talk() {
        
        return "Dog......wang wang";
    }

}

Pig.java

package com.oo.base.polymorphism;

/**
 * 子类:猪
 *
 */
public class Pig extends Animal {

    public Pig() {
        
    }

    @Override
    String talk() {
        
        return "Pig......ao ao";
    }

}

Cat.java

package com.oo.base.polymorphism;

/**
 * 子类:猫
 *
 */
public class Cat extends Animal {

    public Cat() {
        
    }

    @Override
    String talk() {
        
        return "Cat......miao miao";
    }

}

Test.java

package com.oo.base.polymorphism;

public class Test1 {
    
    /**
     * 
     * @param a Animal  这个参数就是“多态”的具体表现形式
     */
    public static void write(Animal a) {
        //在调用a.talk()的时候, 函数并不知道a究竟是Pig,Dog,还是Cat,只知道是一个Animal
        System.out.println(a.talk()); 
    }
    
    public static void main(String[] args) {
        //在调用write函数的时候,可以传入Cat/Dog/Pig对象,并且输出也不一样
        write(new Cat()); //传入Cat,输出"Cat......miao miao"
        write(new Dog()); //传入Dog,输出"Dog......wang wang"
        write(new Pig()); //传入Pig,输出"Pig......ao ao"
    }
}

从上面的样例可以看出,Pig、Dog、Cat是三个Animal的子类,在函数调用的时候,参数类型指定为Animal,但具体传入的参数值可以是Animal的子类Pig、Dog、Cat,也就是说:指定为Animal类型的参数,可以为Pig,也可以为Dog,也可以为Cat,总共有3中不同的形态。

多态的特性在面向对象编程的领域中具有十分重要的作用。多态屏蔽了子类对象的差异,使得调用者可以写出通用性的代码,而无需针对每个子类都需要写不同的代码。

例如,如上的样例,如果没有多态,Test的write函数就必须这么写了:

package com.oo.base.polymorphism;

/**
 * 不支持多态的Test实现
 *
 */
public class Test2 {
    
    /**
     * 如果不支持多态,每个write函数都需要和具体的子类对应,
     * writeCat对应Cat子类
     * @param a
     */
    public static void writeCat(Cat a) {
        System.out.println(a.talk()); 
    }
    
    /**
     * 如果不支持多态,每个write函数都需要和具体的子类对应,
     * writeDog对应Dog子类
     * @param a
     */
    public static void writeDog(Dog a) {
        System.out.println(a.talk()); 
    }
    
    /**
     * 如果不支持多态,每个write函数都需要和具体的子类对应,
     * writePig对应Pig子类
     * @param a
     */
    public static void writePig(Pig a) {
        System.out.println(a.talk()); 
    }
    
    public static void main(String[] args) {
        
        //需要针对每个子类调用不同的函数
        writeCat(new Cat()); //传入Cat,输出"Cat......miao miao"
        writeDog(new Dog()); //传入Dog,输出"Dog......wang wang"
        writePig(new Pig()); //传入Pig,输出"Pig......ao ao"
    }
}

上面的代码与Test1的代码对比,很明显Test1的要清晰和简洁很多,要少写很多代码。

 

除了能够让代码清晰简洁外,多态还有一个更加重要的作用:

当增加新的子类时,调用者的代码无需变动就能适用新的子类

以Test1为例,假设我们增加一个Cock的Animal子类,Test1的代码无需任何改变就可以支持Cock类,而Test2则需要增加一个writeCock的函数。

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