Java 多态
本章主要为大家介绍java多态的概念,以及便于理解的多态简单例子。
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。
简单的例子
public interface Vegetarian{}
public class Animal{}
public class Deer extends Animal implements Vegetarian{}
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。
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。
虚方法
我们将介绍在Java中,当设计类时,被重写的方法的行为怎样影响多态性。
我们已经讨论了方法的重写,也就是子类能够重写父类的方法。
当子类对象调用重写的方法时,调用的是子类的方法,而不是父类中被重写的方法。
要想调用父类中被重写的方法,则必须使用关键字super。
/* 文件名 : Employee.java */
public class Employee
{
private String name;
private String address;
private int number;
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;
}
}
假设下面的类继承Employee类:
/* 文件名 : Salary.java */
public class Salary extends Employee
{
private double salary; //Annual salary
public Salary(String name, String address, int number, double
salary)
{
super(name, address, number);
setSalary(salary);
}
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;
}
}
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,尝试给出它的输出结果:
/* 文件名 : VirtualDemo.java */
public class VirtualDemo
{
public static void main(String [] args)
{
Salary s = new Salary("Mohd Mohtashim", "Ambehta, UP", 3, 3600.00);
Employee e = new Salary("John Adams", "Boston, MA", 2, 2400.00);
System.out.println("Call mailCheck using Salary reference --");
s.mailCheck();
System.out.println("\n Call mailCheck using Employee reference--");
e.mailCheck();
}
}
以上实例编译运行结果如下:
Constructing an Employee
Constructing an Employee
Call mailCheck using Salary reference --
Within mailCheck of Salary class
Mailing check to Mohd Mohtashim with salary 3600.0
Call mailCheck using Employee reference--
Within mailCheck of Salary class
Mailing check to John Adams with salary 2400.0
例子中,我们实例化了两个Salary对象。一个使用Salary引用s,另一个使用Employee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虚拟机(JVM)调用Salary类的mailCheck()方法。
因为e是Employee的引用,所以调用e的mailCheck()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。
Java 抽象类
在 Java 面向对象的概念中,所有的对象都是通过类来描绘的,但是反过来,并不是所有的类都是用来描绘对象的,如果一个类中没有包含足够的信息来描绘一个具体的对象,这样的类就是抽象类。
抽象类除了不能实例化对象之外,类的其它功能依然存在,成员变量、成员方法和构造方法的访问方式和普通类一样。
由于抽象类不能实例化对象,所以抽象类必须被继承,才能被使用。也是因为这个原因,通常在设计阶段决定要不要设计抽象类。
父类包含了子类集合的常见的方法,但是由于父类本身是抽象的,所以不能使用这些方法。
抽象类
在Java语言中使用abstract class来定义抽象类。如下实例:
/* 文件名 : Employee.java */
public abstract class Employee
{
private String name;
private String address;
private int number;
public Employee(String name, String address, int number)
{
System.out.println("Constructing an Employee");
this.name = name;
this.address = address;
this.number = number;
}
public double computePay()
{
System.out.println("Inside Employee computePay");
return 0.0;
}
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;
}
}
注意到该Employee类没有什么不同,尽管该类是抽象类,但是它仍然有3个成员变量,7个成员方法和1个构造方法。 现在如果你尝试如下的例子:
/* 文件名 : AbstractDemo.java */
public class AbstractDemo
{
public static void main(String [] args)
{
/* 以下是不允许的,会引发错误 */
Employee e = new Employee("George W.", "Houston, TX", 43);
System.out.println("\n Call mailCheck using Employee reference--");
e.mailCheck();
}
}
当你尝试编译AbstractDemo类时,会产生如下错误:
Employee.java:46: Employee is abstract; cannot be instantiated
Employee e = new Employee("George W.", "Houston, TX", 43);
^
1 error
继承抽象类
我们能通过一般的方法继承Employee类:
/* 文件名 : Salary.java */
public class Salary extends Employee
{
private double salary; //Annual salary
public Salary(String name, String address, int number, double
salary)
{
super(name, address, number);
setSalary(salary);
}
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;
}
}
public double computePay()
{
System.out.println("Computing salary pay for " + getName());
return salary/52;
}
}
尽管我们不能实例化一个Employee类的对象,但是如果我们实例化一个Salary类对象,该对象将从Employee类继承3个成员变量和7个成员方法。
/* 文件名 : AbstractDemo.java */
public class AbstractDemo
{
public static void main(String [] args)
{
Salary s = new Salary("Mohd Mohtashim", "Ambehta, UP", 3, 3600.00);
Employee e = new Salary("John Adams", "Boston, MA", 2, 2400.00);
System.out.println("Call mailCheck using Salary reference --");
s.mailCheck();
System.out.println("\n Call mailCheck using Employee reference--");
e.mailCheck();
}
}
以上程序编译运行结果如下:
Constructing an Employee
Constructing an Employee
Call mailCheck using Salary reference --
Within mailCheck of Salary class
Mailing check to Mohd Mohtashim with salary 3600.0
Call mailCheck using Employee reference--
Within mailCheck of Salary class
Mailing check to John Adams with salary 2400.
抽象方法
如果你想设计这样一个类,该类包含一个特别的成员方法,该方法的具体实现由它的子类确定,那么你可以在父类中声明该方法为抽象方法。
Abstract关键字同样可以用来声明抽象方法,抽象方法只包含一个方法名,而没有方法体。
抽象方法没有定义,方法名后面直接跟一个分号,而不是花括号。
public abstract class Employee
{
private String name;
private String address;
private int number;
public abstract double computePay();
//其余代码
}
声明抽象方法会造成以下两个结果:
- 如果一个类包含抽象方法,那么该类必须是抽象类。
- 任何子类必须重写父类的抽象方法,或者声明自身为抽象类。
继承抽象方法的子类必须重写该方法。否则,该子类也必须声明为抽象类。最终,必须有子类实现该抽象方法,否则,从最初的父类到最终的子类都不能用来实例化对象。
如果Salary类继承了Employee类,那么它必须实现computePay()方法:
/* 文件名 : Salary.java */
public class Salary extends Employee
{
private double salary; // Annual salary
public double computePay()
{
System.out.println("Computing salary pay for " + getName());
return salary/52;
}
//其余代码
}