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Java編程那些事兒63—多態性

編輯:關於JAVA

8.5.3 多態性

多態性是面向對象技術中最靈活的特性,主要是增強項目的可擴展性,提高代碼的可維護性。

多態性依賴繼承特性,可以把多態理解為繼承性的擴展或者深入。

在這裡把多態性分為兩方面來進行介紹,對象類型的多態和對象方法的多態。

為了方便後續的講解,首先給出一個繼承結構的示例。

//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”);
 }
}

在該示例代碼中,SubbClass1和SubbClass2是SuperClass的子類,並且在子類的內部都覆蓋父類中的test方法。由於這三個類中都書寫構造方法,則按照默認構造方法的約定,每個類中都會被自動添加一個默認的構造方法。

8.5.3.1 對象類型的多態

對象類型的多態是指聲明對象的類型不是對象的真正類型,而對象的真正類型由創建對象時調用的構造方法進行決定。例外,按照繼承性的說明,子類的對象也是父類類型的對象,可以進行直接賦值。

例如如下代碼:

SuperClass sc = new SubbClass1();

這裡聲明了一個SuperClass類型的對象sc,然後使用SuperClass的子類SubbClass1的構造方法進行創建,因為子類類型的對象也是父類類型的對象,所以創建出來的對象可以直接賦值給父類類型的對象sc。除了對象的賦值以外,另外一個更重要的知識是sc對象雖然使用SuperClass聲明的類型,但是內部存儲的卻是SubbClass1類型的對象。這個可以Java語言的中instanceof運算符進行判斷。

instanceof是一個運算符,其作用是判斷一個對象是否是某個類類型的對象,如果成立則表達式的值為true,否則為false。語法格式如下:

對象名 instanceof 類名

需要注意的是:這裡的類名必須和聲明對象時的類之間存儲繼承關系,否則將出現語法錯誤。

測試類型的代碼如下:

/**
* 測試對象類型的多態
*/
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);
 }
}

該測試程序的輸出結果是:

true

true

由程序運行結果可以看出,sc既是SuperClass類型的對象,也是SubbClass1類型的對象,而SubbClass1的類型被隱藏起來了,這就是對象的多態。其實sc對象不僅僅在類型上是SubbClass1類型的,其存儲的內容也是SubbClass1的內容,具體參看後面介紹的對象方法的多態。

對象類型的多態有很多的用途,極大的方便了對象的存儲和傳遞,使代碼很方便的進行擴展,對於已有代碼不產生影響。下面介紹兩個基本的使用。

1.對象的存儲

在存儲一系列不同子類的對象時,可以使用父類的結構來進行聲明,這樣可以方便數據的存儲,例如需要存儲多個SubbClass1和SubbClass2的對象時,則可以聲明一個SuperClass類型的數組進行存儲,示例代碼如下:

SuperClass sc[] = new SuperClass[3];

sc[0] = new SubbClass1();

sc[1] = new SubbClass2();

sc[2] = new SubbClass1();

則這裡的數組sc,可以存儲各個類型子類的對象,而數組中每個元素的值都是存儲的對應子類的對象,而只是在名義上的類型(語法上的類型)是SuperClass類型的,這樣將方便程序的控制,當增加新的子類類型時,已有的代碼不需要進行改造就可以自動適應新的子類的結構。

例如新增了一個SuperClass的子類SubbClass3,則該數組的代碼可以修改成如下:

SuperClass sc[] = new SuperClass[3];

sc[0] = new SubbClass1();

sc[1] = new SubbClass2();

sc[2] = new SubbClass3();

其它的代碼都需要進行修改,就可以適應新的結構,這是多態性最主要的用途。

2.對象的傳遞

在方法的傳入參數傳遞,以及返回值處理方面都從對象類型的多態中受益。在向方法中傳入參數時,如果該方法需要處理各個子類的對象,則只需要書寫一個接受父類類型對象的方法即可。例如:

public void testObjectTypeMethod(SuperClass sc){}

則該在調用該方法時,可以傳入SuperClass的對象,也可以傳入其子類的對象,如果傳入的是子類的對象,則子類對象中的內容不會丟失。例如調用的示例代碼如下:

SuperClass sc = new SuperClass();

SubbClass1 sc1 = new SubbClass1();

SubbClass2 sc2 = new SubbClass2();

testObjectTypeMethod(sc);

testObjectTypeMethod(sc1);

testObjectTypeMethod(sc2);

這裡說明的只是調用時的語法結構,這樣的特性將使我們只需要書寫一個方法,就可以處理所有子類的對象,簡化代碼的書寫,降低代碼的重復,從而降低維護的難度。

另外,方法的返回值也可以利用到該特性,例如如下方法:

public SuperClass testObjectTypeMethod2(){}

則在該方法的內部,既可以返回SuperClass類型的對象,也可以返回其子類的對象,也能簡化代碼的書寫,便於代碼的閱讀和維護。

關於對象類型的多態,就簡單的說明這麼多,具體在項目中如何進行使用,還需要一定的技巧和方法。

8.5.3.2 對象方法的多態

對象方法的多態基於方法的覆蓋,也就是該對象調用的方法具體是子類的方法還是父類的方法,由創建對象時使用的構造方法決定,而不是由聲明對象時聲明的類型決定。

示例代碼如下:

/**
* 測試對象方法的多態
*/
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(); //調用被覆蓋的方法
 }
}

該代碼的執行結果如下:

SuperClassSubbClass1

SubbClass2

SubbClass1

則從代碼的執行結果看,雖然testObjectTypeMethod方法接收的是SuperClass類型的對象,但是傳入子類對象時,子類對象的內容沒有丟失,所以在調用test方法時,還是調用的對應對象中對應的test方法。

這樣就在功能上實現了對象的傳遞,從而保留了對象的內容,極大的方便了代碼的擴展性。

但是,由於Java在執行程序時,在程序運行的過程中,需要判斷對象調用的具體是父類的方法還是子類的方法,所以程序的執行速度會稍微有所降低。

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