深入理解Java中的多态性概念及其应用

什么是多态

面向对象的三大特性：封装、继承、多态。从一定角度来看，封装和继承几乎都是为多态而准备的。这是我们最后一个概念，也是最重要的知识点。

多态的定义：指允许不同类的对象对同一消息做出响应。即同一消息可以根据发送对象的不同而采用多种不同的行为方式。(发送消息就是函数调用)

实现多态的技术称为：动态绑定(dynamic binding)，是指在执行期间判断所引用对象的实际类型，根据其实际的类型调用其相应的方法。

多态的作用：消除类型之间的耦合关系。

现实中，关于多态的例子不胜枚举。比方说按下 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。同一个事件发生在不同的对象上会产生不同的结果。

下面是多态存在的三个必要条件，要求大家做梦时都能背出来！

多态存在的三个必要条件 一、要有继承； 二、要有重写； 三、父类引用指向子类对象。

多态的好处：

1.可替换性(substitutability)。多态对已存在代码具有可替换性。例如，多态对圆Circle类工作，对其他任何圆形几何体，如圆环，也同样工作。

2.可扩充性(extensibility)。多态对代码具有可扩充性。增加新的子类不影响已存在类的多态性、继承性，以及其他特性的运行和操作。实际上新加子类更容易获得多态功能。例如，在实现了圆锥、半圆锥以及半球体的多态基础上，很容易增添球体类的多态性。

3.接口性(interface-ability)。多态是超类通过方法签名，向子类提供了一个共同接口，由子类来完善或者覆盖它而实现的。如图8.3 所示。图中超类Shape规定了两个实现多态的接口方法，computeArea()以及computeVolume()。子类，如Circle和Sphere为了实现多态，完善或者覆盖这两个接口方法。

4.灵活性(flexibility)。它在应用中体现了灵活多样的操作，提高了使用效率。

5.简化性(simplicity)。多态简化对应用软件的代码编写和修改过程，尤其在处理大量对象的运算和操作时，这个特点尤为突出和重要。

Java中多态的实现方式：接口实现，继承父类进行方法重写，同一个类中进行方法重载。

一个小题目：继承父类进行方法重写的例子。

(一)相关类

classA ...{

publicString show(D obj)...{

return ("A and D");

}

publicString show(A obj)...{

return ("A and A");

}

}

class B extendsA...{

publicString show(B obj)...{

return ("B and B");

}

publicString show(A obj)...{

return ("B and A");

}

}

class C extendsB...{}

class D extends B...{}

(二)问题：以下输出结果是什么？

A a1 = newA();

A a2 = newB();

B b = newB();

C c = newC();

D d = newD();

System.out.println(a1.show(b)); ① //a1指向的类时A

System.out.println(a1.show(c)); ②

System.out.println(a1.show(d)); ③

System.out.println(a2.show(b)); ④ //a2指向的类时B，B类直接超类是A而且重写了show(A OBJ)。所以当传入的参数是B对象的时候，调用B类从写的方法。

System.out.println(a2.show(c)); ⑤

System.out.println(a2.show(d)); ⑥

System.out.println(b.show(b)); ⑦

System.out.println(b.show(c)); ⑧ //b指向的类是B，而C,D类的直接超类是B所以调用的是show(B OBJ)。

System.out.println(b.show(d)); ⑨

(三)答案

① A and A

② A and A

③ A and D

④ B and A

⑤ B and A

⑥ A and D

⑦ B and B

⑧ B and B

⑨ A and D

接口和抽象类的例子：

对于抽象类和接口，有许多类实现这个接口(或者继承这个抽象类)。 在调用的时候，用父类引用指向子类对象的方法。然后，调用对象的方法，编译器就会自动根据这个对象实际属于哪个实现类， 来调出这个类对于接口或者抽象类的具体实现。

例：

public classAddress {privateString name;public Address(String name){ this.name =name; }public String getName() { returnname; }public void setName(String name) { this.name =name; }

}

定义基类(抽象类)：

public abstract classVehicle {abstract voidgo(Address address);

}

//Car对于基类的实现：public class Car extendsVehicle{

@Overridepublic voidgo(Address address){

System.out.println("Car to " +address.getName());

}

}

Plane对于基类的实现：

public class Plane extendsVehicle{

@Overridevoidgo(Address address)

{ System.out.println("Plane to " +address.getName());

}

}

Driver中多态：

public voiddrive(Vehicle v){///多态，父类引用指向子类对象，实际传过来的是抽象类Vehicle的子类，或者实现类，然后编译器会根据具体实现类，来找实现方法。

v.go(new Address("杭州(abstract)")); ///此方法在具体的实现中被重写

}

Test:public static voidmain(String[] args) {

Driver d= newDriver();

d.drive(new Plane()); //实际是Plane对象，则编译器就会找到Plane中，对go的实现 d.drive(new Car());//实际是Car对象，则编译器就会找到Plane中，对go的实现

}

输出结果： Plane to 杭州(abstract) Car to 杭州(abstract)

事实上，这就是多态所起的作用，可以实现控制反转这在大量的J2EE轻量级框架中被用到，比如Spring的依赖注射机制。 (通过注入不同的bean，来得到不同的实现类)

接口与抽象类的区别：

有个概念，但还没有想到具体实现。 对于一些共用的，已经有实现了，可以设计成接口。

上面是抽象类，下面把它转化为接口：

IVehicle.java public interface IVehicle { public void go(Address address); }

CarImpl.java public class CarImpl implements IVehicle{ public void go(Address address) { System.out.println("CarImpl to " +address.getName()); } }

PlameImpl.java public class PlaneImpl implements IVehicle{ public void go(Address address) { System.out.println("PlaneImpl to " + address.getName()); } }

Driver.java 多态之接口 public void driveI(IVehicle v){ v.go(new Address("杭州(interface)")); }

Test.java 用接口实现 d.driveI(new PlaneImpl()); d.driveI(new PlaneImpl());

打印结果： PlaneImpl to 杭州(interface) PlaneImpl to 杭州(interface)

多态的三要素：1.继承  2.重写  3.父类引用指向子类对象

以上就是我目前学习中的总结，如有不足之处，还望多多赐教。