通过应用实例讨论Java多态的实现-java多态

实现Java多态

在代码中实现Java的多态必须遵循的要求可归纳如下：

1.代码中必须有超类和子类继承关系。

2.超类提供作为接口的方法，对子类完善或者覆盖这些方法指定规范。

3.参与多态的子类必须完善或者覆盖这些指定的方法，以达到接口效应。

4.编写驱动类，或者应用代码，子类向上转型为超类引用，实现多态。

下面小节应用实例分别讨论如何实现多态。

超类提供Java多态接口

以计算圆形物体表面积和体积为例，讨论多态对超类的要求以及如何提供多态接口：

public abstract class Shape {  
    ...  
    // 以下定义抽象方法作为多态接口  
    public abstract void computeArea();       
    public abstract void computeVolume();         
    public abstract double getArea();           //新增参与多态的接口方法  
    public abstract double getVolume();   
   
}

除原来存在的两个抽象方法外，因为getArea()和getVolume()也涉及和参与多态功能，因此将它们定义为实现多态的接口方法。另外多态的实现不影响任何其他运算和操作，所以这个代码的其他部分无需修改。

当然执行多态的超类不必一定是抽象类。但因为在这个超类中，甚至大多数应用程序的超类中，只提供执行具体运算的方法的签名，不可能提供具体代码。所以应用抽象方法作为多态接口比较普遍。

如在计算公司雇员工资的超类中：

// 用抽象方法作为多态接口  
public abstract class Employee {  
    ...  
    public abstract double earnings();    //定义抽象方法作为多态接口  
}

也可定义为普通方法，如：

//这个方法将作为多态接口被子类的方法所覆盖  
    public class Manager extends Employee {  
    ...  
    public double eamings () return 0.0;

子类完善接口

在计算圆形物体表面积和体积的例子中，CircleShape2继承了Shape，Circle继承了CircleShape2。Circle类中完善了抽象超类指定的、作为多态接口的抽象方法如下：

public class Circle extends CircleShape2 {  
    ...  
    double volume = 0.0;                //Circle类没有体积  
    public void computeArea() {         //完善超类作为多态接口的抽象方法  
        area = Math.PI * radius * radius;  
    }  
    public double getArea() {  
        return area;  
    }  
    public void computeVolume() {}      //完善超类作为多态接口的抽象方法  
    public double getVolume() {  
        return volume;  
    }  
   
}

代码中完善了超类Shape规定的四个作为多态接口的抽象方法，实际上，已存在的Circle程序已经编写了其中的两个方法，只需要完善computeVolume()和getVolume()即可。Circle类没有体积计算，所以ComputeVolume()为空程序体且getVolume()返回值为0.0。

以此类推，Sphere继承了Circle，覆盖了Circle的computeArea()和computeVolume()：

public class Sphere extends Circle{  
    ...  
    public void computeArea() {     //覆盖Circle的该方法  
        super.computeArea();        //调用Circle的方法  
        area = 4* area;  
    }  
    public void computeVolume() {   //覆盖Circle的该方法  
        super.computeArea();        //调用Circle的方法  
        volume = 4.0/3 * radius * area;  
    }  
}

并且继承了getArea()和getVolume()。显而易见，抽象类和覆盖技术的应用，已经为实现多态铺平了道路。这里，只是对抽象类中指定的抽象方法，以及子类完善这些方法，从多态接口的角度加以新的内容和解释。按照这个概念代码技术，编写计算员工工资的子类也是水到渠成的事。如：

//Demo code  
public Manager extends Employee {  
    ...  
    public double earnings () {   
        return baseSalary + meritPay + bonus;  
    }

值得一提的是，如果超类中定义的作为多态接口的方法是一个完善了的普通方法，在子类中则需覆盖它，以便实现多态。

如何使用Java的多态

调用多态方法是通过向上转型，或称超类引用实现的。即向上转型后，由超类产生对子类多态方法的动态调用，如：

Circle myCircle = new Circle(20.98);  
Shape shape = myCircle;             //向上转型或超类引用  
shape.computeArea();.               //多态调用  
...

应用链接表或集合，以及循环，则可有效地对大量的对象方法实行多态调用。本书将在以后的章节专门讨论循环、链接表和集合技术。

如下是对计算圆形物体的表面积和体积实现多态调用的代码：

public class CircleShapeApp{  
    public static void main(String[] args) {  
        Circle circle = new Circle(12.98);  
        Sphere sphere = new Sphere(25.55);  
   
        Shape shape = circle;       //向上转型  
        //多态调用  
        shape.computeArea();  
        shape.computeVolume();  
        System.out.println("circle area: " + shape.getArea());  
        System.out.println("circle volume: " + shape.getVolume());  
        //多态调用  
        shape = sphere;  
        shape.computeArea();  
        shape.computeVolume();  
        System.out.println("Sphere area: " + shape.getArea());  
        System.out.println("Sphere volume: " + shape.getVolume());  
    }  
}

这里对Circle对象多态调用computeVolume()毫无意义，仅是为了演示目的。其运行结果为：

circle area: 529.2967869138698  
circle volume: 0.0  
Sphere area: 2050.8395382450512  
Sphere volume: 69865.26693621474

如果需要多态调用大量对象，可以使用数组和循环如下：

...  
for(int i = 0; i < objNum; i++) {           //循环objNum次  
    shape[i].computeArea();                 //i从0到objNum-1  
    shape[i].computeVolume();  
    System.out.println("The area: " + shape[i].getArea());  
    System.out.println("The volume: " + shape[i].getVolume());  
}

这个循环语句也被称为多态管理循环。

Java的多态就先介绍到这里。本文出自 “海外咖啡豆 - 高永强的博客天地” 博客。

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