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。

多态就是同一个接口，使用不同的实例而执行不同操作，如图所示：

多态性是对象多种表现形式的体现。

现实中，比如我们按下 F1 键这个动作：

• 如果当前在 Flash 界面下弹出的就是 AS 3 的帮助文档；
• 如果当前在 Word 下弹出的就是 Word 帮助；
• 在 Windows 下弹出的就是 Windows 帮助和支持。

同一个事件发生在不同的对象上会产生不同的结果。

多态的优点

• 1. 消除类型之间的耦合关系
• 2. 可替换性
• 3. 可扩充性
• 4. 接口性
• 5. 灵活性
• 6. 简化性

多态存在的三个必要条件

• 继承
• 重写
• 父类引用指向子类对象

比如：

Parent p = new Child();

当使用多态方式调用方法时，首先检查父类中是否有该方法，如果没有，则编译错误；如果有，再去调用子类的同名方法。

多态的好处：可以使程序有良好的扩展，并可以对所有类的对象进行通用处理。

以下是一个多态实例的演示，详细说明请看注释：

Test.java 文件代码：

public

class

Test

{

public

static

void

main
(
String
[
]

args
)

{

show
(
new

Cat
(
)
)
;
//
以 Cat 对象调用 show 方法


show
(
new

Dog
(
)
)
;
//
以 Dog 对象调用 show 方法


Animal

a
=
new

Cat
(
)
;
//
向上转型


a
.
eat
(
)
;
//
调用的是 Cat 的 eat


Cat

c
=
(
Cat
)
a
;
//
向下转型


c
.
work
(
)
;
//
调用的是 Cat 的 work


}

public

static

void

show
(
Animal

a
)

{

a
.
eat
(
)
;
//
类型判断


if

(
a

instanceof

Cat
)

{

//
猫做的事情


Cat

c
=
(
Cat
)
a
;
c
.
work
(
)
;
}

else

if

(
a

instanceof

Dog
)

{

//
狗做的事情


Dog

c
=
(
Dog
)
a
;
c
.
work
(
)
;
}

}

}

abstract

class

Animal

{

abstract

void

eat
(
)
;
}

class

Cat

extends

Animal

{

public

void

eat
(
)

{

System
.
out
.
println
(
“
吃鱼
“
)
;
}

public

void

work
(
)

{

System
.
out
.
println
(
“
抓老鼠
“
)
;
}

}

class

Dog

extends

Animal

{

public

void

eat
(
)

{

System
.
out
.
println
(
“
吃骨头
“
)
;
}

public

void

work
(
)

{

System
.
out
.
println
(
“
看家
“
)
;
}

}

执行以上程序，输出结果为：

吃鱼
抓老鼠
吃骨头
看家
吃鱼
抓老鼠

虚函数

虚函数的存在是为了多态。

Java 中其实没有虚函数的概念，它的普通函数就相当于 C++ 的虚函数，动态绑定是Java的默认行为。如果 Java 中不希望某个函数具有虚函数特性，可以加上 final 关键字变成非虚函数。

重写

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。

Employee.java 文件代码：

/*
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
(
“
Employee 构造函数
“
)
;
this
.
name
=
name
;
this
.
address
=
address
;
this
.
number
=
number
;
}

public

void

mailCheck
(
)

{

System
.
out
.
println
(
“
邮寄支票给：
“
+
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：

Salary.java 文件代码：

/*
文件名 : Salary.java
*/

public

class

Salary

extends

Employee

{

private

double

salary
;
//
全年工资


public

Salary
(
String

name
,
String

address
,
int

number
,
double

salary
)

{

super
(
name
,
address
,
number
)
;
setSalary
(
salary
)
;
}

public

void

mailCheck
(
)

{

System
.
out
.
println
(
“
Salary 类的 mailCheck 方法
“
)
;
System
.
out
.
println
(
“
邮寄支票给：
“
+
getName
(
)
+
“
，工资为：
“
+
salary
)
;
}

public

double

getSalary
(
)

{

return

salary
;
}

public

void

setSalary
(
double

newSalary
)

{

if
(
newSalary
>=
0
.0
)

{

salary
=
newSalary
;
}

}

public

double

computePay
(
)

{

System
.
out
.
println
(
“
计算工资，付给：
“
+
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：

VirtualDemo.java 文件代码：

/*
文件名 : VirtualDemo.java
*/

public

class

VirtualDemo

{

public

static

void

main
(
String

[
]

args
)

{

Salary

s
=
new

Salary
(
“
员工 A
“
,
“
北京
“
,
3
,
3600
.00
)
;
Employee

e
=
new

Salary
(
“
员工 B
“
,
“
上海
“
,
2
,
2400
.00
)
;
System
.
out
.
println
(
“
使用 Salary 的引用调用 mailCheck —
“
)
;
s
.
mailCheck
(
)
;
System
.
out
.
println
(
“
\n
使用 Employee 的引用调用 mailCheck–
“
)
;
e
.
mailCheck
(
)
;
}

}

以上实例编译运行结果如下：

Employee 构造函数
Employee 构造函数
使用 Salary 的引用调用 mailCheck -- 
Salary 类的 mailCheck 方法 
邮寄支票给：员工 A ，工资为：3600.0

使用 Employee 的引用调用 mailCheck--
Salary 类的 mailCheck 方法 
邮寄支票给：员工 B ，工资为：2400.0

例子解析

• 实例中，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 e。

• 当调用 s.mailCheck() 时，编译器在编译时会在 Salary 类中找到 mailCheck()，执行过程 JVM 就调用 Salary 类的 mailCheck()。

• e 是 Employee 的引用，但引用 e 最终运行的是 Salary 类的 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。

以上整个过程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，因此，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。

多态的实现方式

方式一：重写：

这个内容已经在上一章节详细讲过，就不再阐述，详细可访问：
Java 重写(Override)与重载(Overload)。

方式二：接口

• 1. 生活中的接口最具代表性的就是插座，例如一个三接头的插头都能接在三孔插座中，因为这个是每个国家都有各自规定的接口规则，有可能到国外就不行，那是因为国外自己定义的接口类型。

• 2. java中的接口类似于生活中的接口，就是一些方法特征的集合，但没有方法的实现。具体可以看 java接口 这一章节的内容。

方式三：抽象类和抽象方法

详情请看 Java抽象类 章节。