Java的多態(tài)性

1、Java的多態(tài)性面向?qū)ο缶幊逃腥齻€(gè)特征，即封裝、繼承和多態(tài)。 封裝隱藏了類的內(nèi)部實(shí)現(xiàn)機(jī)制，從而可以在不影響使用者的前提下改變類的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，同時(shí)保護(hù)了數(shù)據(jù)。 繼承是為了重用父類代碼，同時(shí)為實(shí)現(xiàn)多態(tài)性作準(zhǔn)備。那么什么是多態(tài)呢？ 方法的重寫、重載與動(dòng)態(tài)連接構(gòu)成多態(tài)性。Java之所以引入多態(tài)的概念，原因之一是它在類的繼承問題上和C+不同，后者允許多繼承，這確實(shí)給其帶來的非常強(qiáng)大的功能，但是復(fù)雜的繼承關(guān)系也給C+開發(fā)者帶來了更大的麻煩，為了規(guī)避風(fēng)險(xiǎn)，Java只允許單繼承，派生類與基類間有IS-A的關(guān)系（即“貓”is a “動(dòng)物”）。這樣做雖然保證了繼承關(guān)系的簡單明了，但是勢必在功能上有很大的限制，所以，

2、Java引入了多態(tài)性的概念以彌補(bǔ)這點(diǎn)的不足，此外，抽象類和接口也是解決單繼承規(guī)定限制的重要手段。同時(shí)，多態(tài)也是面向?qū)ο缶幊痰木杷凇?要理解多態(tài)性，首先要知道什么是“向上轉(zhuǎn)型”。 我定義了一個(gè)子類Cat，它繼承了Animal類，那么后者就是前者是父類。我可以通過Cat c = new Cat();實(shí)例化一個(gè)Cat的對(duì)象，這個(gè)不難理解。但當(dāng)我這樣定義時(shí)：Animal a = new Cat();這代表什么意思呢？ 很簡單，它表示我定義了一個(gè)Animal類型的引用，指向新建的Cat類型的對(duì)象。由于Cat是繼承自它的父類Animal，所以Animal類型的引用是可以指向Cat類型的對(duì)象的。那么這樣

3、做有什么意義呢？因?yàn)樽宇愂菍?duì)父類的一個(gè)改進(jìn)和擴(kuò)充，所以一般子類在功能上較父類更強(qiáng)大，屬性較父類更獨(dú)特，定義一個(gè)父類類型的引用指向一個(gè)子類的對(duì)象既可以使用子類強(qiáng)大的功能，又可以抽取父類的共性。所以，父類類型的引用可以調(diào)用父類中定義的所有屬性和方法，而對(duì)于子類中定義而父類中沒有的方法，它是無可奈何的；同時(shí)，父類中的一個(gè)方法只有在在父類中定義而在子類中沒有重寫的情況下，才可以被父類類型的引用調(diào)用；對(duì)于父類中定義的方法，如果子類中重寫了該方法，那么父類類型的引用將會(huì)調(diào)用子類中的這個(gè)方法，這就是動(dòng)態(tài)連接?？聪旅孢@段程序：class Father public void func1() func2();

4、/這是父類中的func2()方法，因?yàn)橄旅娴淖宇愔兄貙懥嗽摲椒?/所以在父類類型的引用中調(diào)用時(shí)，這個(gè)方法將不再有效 /取而代之的是將調(diào)用子類中重寫的func2()方法 public void func2() System.out.println("AAA"); class Child extends Father /func1(int i)是對(duì)func1()方法的一個(gè)重載 /由于在父類中沒有定義這個(gè)方法，所以它不能被父類類型的引用調(diào)用 /所以在下面的main方法中child.func1(68)是不對(duì)的 public void func1(int i) System.out.

5、println("BBB"); /func2()重寫了父類Father中的func2()方法 /如果父類類型的引用中調(diào)用了func2()方法，那么必然是子類中重寫的這個(gè)方法 public void func2() System.out.println("CCC"); public class PolymorphismTest public static void main(String args) Father child = new Child(); child.func1();/打印結(jié)果將會(huì)是什么？ 上面的程序是個(gè)很典型的多態(tài)的例子。子類Child繼

6、承了父類Father，并重載了父類的func1()方法，重寫了父類的func2()方法。重載后的func1(int i)和func1()不再是同一個(gè)方法，由于父類中沒有func1(int i)，那么，父類類型的引用child就不能調(diào)用func1(int i)方法。而子類重寫了func2()方法，那么父類類型的引用child在調(diào)用該方法時(shí)將會(huì)調(diào)用子類中重寫的func2()。 那么該程序?qū)?huì)打印出什么樣的結(jié)果呢？很顯然，應(yīng)該是“CCC”。 對(duì)于多態(tài)，可以總結(jié)它為：一、使用父類類型的引用指向子類的對(duì)象； 二、該引用只能調(diào)用父類中定義的方法和變量； 三、如果子類中重寫了父類中的一個(gè)方法，那么在調(diào)用這個(gè)

7、方法的時(shí)候，將會(huì)調(diào)用子類中的這個(gè)方法；（動(dòng)態(tài)連接、動(dòng)態(tài)調(diào)用） 四、變量不能被重寫（覆蓋），”重寫“的概念只針對(duì)方法，如果在子類中”重寫“了父類中的變量，那么在編譯時(shí)會(huì)報(bào)錯(cuò)。 *多態(tài)詳解(整理)2008-09-03 19:29多態(tài)是通過: 1 接口 和 實(shí)現(xiàn)接口并覆蓋接口中同一方法的幾不同的類體現(xiàn)的 2 父類 和 繼承父類并覆蓋父類中同一方法的幾個(gè)不同子類實(shí)現(xiàn)的.一、基本概念 多態(tài)性：發(fā)送消息給某個(gè)對(duì)象，讓該對(duì)象自行決定響應(yīng)何種行為。 通過將子類對(duì)象引用賦值給超類對(duì)象引用變量來實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)方法調(diào)用。 java 的這種機(jī)制遵循一個(gè)原則：當(dāng)超類對(duì)象引用變量引用子類對(duì)象時(shí)，被引用對(duì)象的類型而不是引用變量的

8、類型決定了調(diào)用誰的成員方法，但是這個(gè)被調(diào)用的方法必須是在超類中定義過的，也就是說被子類覆蓋的方法。 1. 如果a是類A的一個(gè)引用，那么，a可以指向類A的一個(gè)實(shí)例,或者說指向類A的一個(gè)子類。 2. 如果a是接口A的一個(gè)引用，那么,a必須指向?qū)崿F(xiàn)了接口A的一個(gè)類的實(shí)例。 二、Java多態(tài)性實(shí)現(xiàn)機(jī)制 SUN目前的JVM實(shí)現(xiàn)機(jī)制，類實(shí)例的引用就是指向一個(gè)句柄（handle）的指針，這個(gè)句柄是一對(duì)指針： 一個(gè)指針指向一張表格，實(shí)際上這個(gè)表格也有兩個(gè)指針（一個(gè)指針指向一個(gè)包含了對(duì)象的方法表，另外一個(gè)指向類對(duì)象，表明該對(duì)象所屬的類型）； 另一個(gè)指針指向一塊從java堆中為分配出來內(nèi)存空間。 三、總結(jié) 1、通

9、過將子類對(duì)象引用賦值給超類對(duì)象引用變量來實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)方法調(diào)用。 DerivedC c2=new DerivedC(); BaseClass a1= c2; /BaseClass 基類，DerivedC是繼承自BaseClass的子類 a1.play(); /play()在BaseClass，DerivedC中均有定義，即子類覆寫了該方法 分析： * 為什么子類的類型的對(duì)象實(shí)例可以覆給超類引用？ 自動(dòng)實(shí)現(xiàn)向上轉(zhuǎn)型。通過該語句，編譯器自動(dòng)將子類實(shí)例向上移動(dòng)，成為通用類型BaseClass； * a.play()將執(zhí)行子類還是父類定義的方法？ 子類的。在運(yùn)行時(shí)期，將根據(jù)a這個(gè)對(duì)象引用實(shí)際的類型來獲取對(duì)應(yīng)

10、的方法。所以才有多態(tài)性。一個(gè)基類的對(duì)象引用，被賦予不同的子類對(duì)象引用，執(zhí)行該方法時(shí)，將表現(xiàn)出不同的行為。 在a1=c2的時(shí)候，仍然是存在兩個(gè)句柄，a1和c2，但是a1和c2擁有同一塊數(shù)據(jù)內(nèi)存塊和不同的函數(shù)表。 2、不能把父類對(duì)象引用賦給子類對(duì)象引用變量 BaseClass a2=new BaseClass(); DerivedC c1=a2;/出錯(cuò) 在java里面，向上轉(zhuǎn)型是自動(dòng)進(jìn)行的,但是向下轉(zhuǎn)型卻不是，需要我們自己定義強(qiáng)制進(jìn)行。 c1=(DerivedC)a2; 進(jìn)行強(qiáng)制轉(zhuǎn)化,也就是向下轉(zhuǎn)型. 3、記住一個(gè)很簡單又很復(fù)雜的規(guī)則，一個(gè)類型引用只能引用引用類型自身含有的方法和變量。 你可能說這

11、個(gè)規(guī)則不對(duì)的，因?yàn)楦割愐弥赶蜃宇悓?duì)象的時(shí)候，最后執(zhí)行的是子類的方法的。 其實(shí)這并不矛盾，那是因?yàn)椴捎昧撕笃诮壎ǎ瑒?dòng)態(tài)運(yùn)行的時(shí)候又根據(jù)型別去調(diào)用了子類的方法。而假若子類的這個(gè)方法在父類中并沒有定義，則會(huì)出錯(cuò)。 例如，DerivedC類在繼承BaseClass中定義的函數(shù)外，還增加了幾個(gè)函數(shù)（例如 myFun()） 分析： 當(dāng)你使用父類引用指向子類的時(shí)候，其實(shí)jvm已經(jīng)使用了編譯器產(chǎn)生的類型信息調(diào)整轉(zhuǎn)換了。 這里你可以這樣理解，相當(dāng)于把不是父類中含有的函數(shù)從虛擬函數(shù)表中設(shè)置為不可見的。注意有可能虛擬函數(shù)表中有些函數(shù)地址由于在子類中已經(jīng)被改寫了，所以對(duì)象虛擬函數(shù)表中虛擬函數(shù)項(xiàng)目地址已經(jīng)被設(shè)置為子類

12、中完成的方法體的地址了。 4、Java與C+多態(tài)性的比較 jvm關(guān)于多態(tài)性支持解決方法是和c+中幾乎一樣的， 只是c+中編譯器很多是把類型信息和虛擬函數(shù)信息都放在一個(gè)虛擬函數(shù)表中，但是利用某種技術(shù)來區(qū)別。 Java把類型信息和函數(shù)信息分開放。Java中在繼承以后，子類會(huì)重新設(shè)置自己的虛擬函數(shù)表，這個(gè)虛擬函數(shù)表中的項(xiàng)目有由兩部分組成。從父類繼承的虛擬函數(shù)和子類自己的虛擬函數(shù)。 虛擬函數(shù)調(diào)用是經(jīng)過虛擬函數(shù)表間接調(diào)用的，所以才得以實(shí)現(xiàn)多態(tài)的。 Java的所有函數(shù)，除了被聲明為final的，都是用后期綁定。四. 1個(gè)行為,不同的對(duì)象,他們具體體現(xiàn)出來的方式不一樣, 比如: 方法重載 overloadi

13、ng 以及 方法重寫(覆蓋)override class Human void run()輸出 人在跑 class Man extends Human void run()輸出 男人在跑 這個(gè)時(shí)候,同是跑,不同的對(duì)象,不一樣(這個(gè)是方法覆蓋的例子) class Test void out(String str)輸出 str void out(int i)輸出 i 這個(gè)例子是方法重載,方法名相同,參數(shù)表不同 ok,明白了這些還不夠,還用人在跑舉例 Human ahuman=new Man(); 這樣我等于實(shí)例化了一個(gè)Man的對(duì)象,并聲明了一個(gè)Human的引用,讓它去指向Man這個(gè)對(duì)象 意思是說,

14、把 Man這個(gè)對(duì)象當(dāng) Human看了. 比如去動(dòng)物園,你看見了一個(gè)動(dòng)物,不知道它是什么, "這是什么動(dòng)物? " "這是大熊貓! " 這2句話,就是最好的證明,因?yàn)椴恢浪谴笮茇?但知道它的父類是動(dòng)物,所以, 這個(gè)大熊貓對(duì)象,你把它當(dāng)成其父類 動(dòng)物看,這樣子合情合理. 這種方式下要注意 new Man();的確實(shí)例化了Man對(duì)象,所以 ahuman.run()這個(gè)方法 輸出的 是 "男人在跑 " 如果在子類 Man下你 寫了一些它獨(dú)有的方法 比如 eat(),而Human沒有這個(gè)方法, 在調(diào)用eat方法時(shí),一定要注意 強(qiáng)制類型轉(zhuǎn)換 (

15、Man)ahuman).eat(),這樣才可以. 對(duì)接口來說,情況是類似的.實(shí)例:package domatic; /定義超類superA class superA int i = 100; void fun(int j) j = i; System.out.println("This is superA"); / 定義superA的子類subB class subB extends superA int m = 1; void fun(int aa) System.out.println("This is subB"); / 定義superA的子類su

16、bC class subC extends superA int n = 1; void fun(int cc) System.out.println("This is subC"); class Test public static void main(String args) superA a = new superA(); subB b = new subB(); subC c = new subC(); a = b; a.fun(100); a = c; a.fun(200); /* 上述代碼中subB和subC是超類superA的子類,我們?cè)陬怲est中聲明了3個(gè)

17、引用變量a, b, c,通過將子類對(duì)象引用賦值給超類對(duì)象引用變量來實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)方法調(diào)用。也許有人會(huì)問： "為什么(1)和(2)不輸出：This is superA"。 * java的這種機(jī)制遵循一個(gè)原則：當(dāng)超類對(duì)象引用變量引用子類對(duì)象時(shí), * 被引用對(duì)象的類型而不是引用變量的類型決定了調(diào)用誰的成員方法, * 但是這個(gè)被調(diào)用的方法必須是在超類中定義過的, * 也就是說被子類覆蓋的方法。 * 所以,不要被上例中(1)和(2)所迷惑,雖然寫成a.fun(),但是由于(1)中的a被b賦值, * 指向了子類subB的一個(gè)實(shí)例,因而(1)所調(diào)用的fun()實(shí)際上是子類subB的成員方法fu

18、n(), * 它覆蓋了超類superA的成員方法fun()；同樣(2)調(diào)用的是子類subC的成員方法fun()。 * 另外,如果子類繼承的超類是一個(gè)抽象類,雖然抽象類不能通過new操作符實(shí)例化, * 但是可以創(chuàng)建抽象類的對(duì)象引用指向子類對(duì)象,以實(shí)現(xiàn)運(yùn)行時(shí)多態(tài)性。具體的實(shí)現(xiàn)方法同上例。 * 不過,抽象類的子類必須覆蓋實(shí)現(xiàn)超類中的所有的抽象方法, * 否則子類必須被abstract修飾符修飾,當(dāng)然也就不能被實(shí)例化了 */ 以上大多數(shù)是以子類覆蓋父類的方法實(shí)現(xiàn)多態(tài).下面是另一種實(shí)現(xiàn)多態(tài)的方法-重寫父類方法1.JAVA里沒有多繼承，一個(gè)類之能有一個(gè)父類。而繼承的表現(xiàn)就是多態(tài)。一個(gè)父類可以有多個(gè)子類，而在子類里可以重寫父類的方法（例如方法print()），這樣每個(gè)子類里重寫的代碼不一樣，自然表現(xiàn)形式就不一樣。這樣用父類的變量去引用不同的子類，在調(diào)用這個(gè)相同的方法print()的時(shí)候得到的結(jié)果和表現(xiàn)形式就不一樣了，這就是多態(tài)，相同的消息（也就是調(diào)用相同的方法）會(huì)有不同的結(jié)果。舉例說明： /父類 public cla