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如何实现Java的多态

作者:  数码之家 | 发布时间:  2009年7月20日 | 栏目:  (耳机)

总结以上例子,在代码中实现多态必须遵循的要求可归纳如下:

<!--[if !supportLists]-->1.         <!--[endif]-->代码中必须有超类和子类继承关系。
<!--[if !supportLists]-->2.         <!--[endif]-->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。
<!--[if !supportLists]-->3.         <!--[endif]-->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。
<!--[if !supportLists]-->4.         <!--[endif]-->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。
8.2.1 超类提供多态接口
       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:
 
//完整程序存在本书配套资源目录Ch8名为Shape.java
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;
8.2.2  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:
 
//完整程序存在本书配套资源目录Ch8名为Circle.java
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():
 
//完整程序存在本书配套资源目录Ch8名为Sphere.java
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。
8.2.3 如何使用多态
       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:
 
//完整程序存在本书配套资源目录Ch8名为CircleShapeApp.java
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。数组概念和技术将在本书第10章专门讨论。
 


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