多態(tài)

繼承、封裝、多態(tài)、抽象是面向?qū)ο缶幊痰乃拇蠡咎卣?。封裝隱藏了類的內(nèi)部實現(xiàn)機制，從而可以在不影響使用者的前提條件下，改變類的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，同時保護了數(shù)據(jù)。繼承是為了重用父類代碼，同時為多態(tài)做準(zhǔn)備。那么，什么是多態(tài)呢？

所謂多態(tài)，英文單詞為polymorphism，這個英文單詞是由單詞poly(意思是很多或多個)和morph(意思是形狀或形式)組成的復(fù)合詞。多態(tài)一詞最早出現(xiàn)在生物學(xué)，是指生物學(xué)的一個基本原則：一個生物或物種可以有多種不同的形式或階段。面向?qū)ο缶幊涛樟诉@一原則，在OOP中，多態(tài)是指一個對象有多種形式的能力。一個類的子類可以定義它們唯一的行為，同時共享父類的某些相同特征。

多態(tài)可以說是面向?qū)ο缶幊痰木杷凇Ｒ虼?#xff0c;理解多態(tài)的含義，對理解面向?qū)ο缶幊逃刑貏e重要的意義。

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。C++允許多繼承，這確實給它帶來了非常強大的功能，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，Java只允許單繼承，子類與父類間有IS-A的關(guān)系。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，Java引入了多態(tài)性的概念，以彌補這點的不足。此外，我們在本節(jié)后面要學(xué)到的抽象類和接口也是解決單繼承規(guī)定限制的重要手段。

在Java中，多態(tài)有兩種理解方式：第一種是對象的不同的方法可以用相同的一個方法名，也就是重載的概念。?另一種是同一對象根據(jù)不同的消息執(zhí)行相應(yīng)的行為，也可以這樣認為發(fā)送消息給某一個對象，讓對象自行選擇哪種相應(yīng)的行為。根據(jù)這種兩種方式，所以多態(tài)可以分為靜態(tài)多態(tài)和動態(tài)多態(tài)。

靜態(tài)多態(tài)指的是程序在編譯時，系統(tǒng)就能決定調(diào)用哪個方法，所以也稱為編譯時多態(tài)。在Java中，靜態(tài)多態(tài)實現(xiàn)的方式就是方法重載，其調(diào)用規(guī)則是依據(jù)對象在定義時的類型相應(yīng)地調(diào)用對應(yīng)類中的重載方法。

動態(tài)多態(tài)指在運行中系統(tǒng)才能動態(tài)確定方法所指的對象，所以也稱為運行時多態(tài)。動態(tài)多態(tài)的實現(xiàn)方式是重寫父類中的同名成員方法，其調(diào)用規(guī)則是依據(jù)對象在實例化時而非定義時的類型，相應(yīng)地調(diào)用對應(yīng)類中的同名成員方法。也就是說，動態(tài)多態(tài)主要通過動態(tài)綁定和重寫的機制來實現(xiàn)。

多態(tài)技術(shù)基礎(chǔ)

在Java中，使用動態(tài)綁定和重寫機制來實現(xiàn)多態(tài)，我們首先需要掌握如下三個基礎(chǔ)技術(shù)概念：

向上轉(zhuǎn)型技術(shù)：一個父類的引用變量可以指向不同的子類對象，或者說一個子對象可以被當(dāng)作一個父類類型。

instanceof關(guān)鍵字：instanceof關(guān)鍵字用于判斷運行時對象的真正類型。

可以規(guī)避掉“強制向下轉(zhuǎn)型過程中”可能會出現(xiàn)的轉(zhuǎn)型風(fēng)險。

動態(tài)綁定技術(shù)：運行時根據(jù)父類引用變量所指對象的實際類型執(zhí)行相應(yīng)的子類方法，從而實現(xiàn)多態(tài)性。

1)向上轉(zhuǎn)型和向下轉(zhuǎn)型

在基礎(chǔ)數(shù)據(jù)類型中，我們已經(jīng)看到了表達式中數(shù)值數(shù)據(jù)類型byte、short、int、long、float和double的相互轉(zhuǎn)換規(guī)則，即：當(dāng)從低精度數(shù)據(jù)類型向高精度數(shù)據(jù)類型轉(zhuǎn)換時實行自動轉(zhuǎn)換，這種類型轉(zhuǎn)換技術(shù)稱為向上轉(zhuǎn)型；當(dāng)從高精度數(shù)據(jù)類型向低精度數(shù)據(jù)類型轉(zhuǎn)換時，需要使用強制類型轉(zhuǎn)換符，這種類型轉(zhuǎn)換技術(shù)稱為向下轉(zhuǎn)型。

對于引用數(shù)據(jù)類型，這種轉(zhuǎn)換技術(shù)依然適用。在父類和子類的繼承層次關(guān)系中，沿著子類向父類向上轉(zhuǎn)型是自動轉(zhuǎn)換，而從父類向子類必須使用強制類型轉(zhuǎn)換才能實現(xiàn)向下轉(zhuǎn)型。

例如：Employee e = new Salary("王二", "勝利大道24號", 47, 250000.00);

這里Salary是Employee的子類

那么，我們?yōu)槭裁匆靡粋€父類類型的引用去指向一個子類的對象呢？為什么不直接用一個子類類型的引用呢？這樣做到底有什么意義呢？

這是因為子類是對父類的一個改進和擴充，所以一般子類在功能上較父類更強大，屬性較父類更獨特。定義一個父類類型的引用指向一個子類的對象，既可以使用子類強大的功能，又可以抽取父類的共性，從而可以使代碼更容易編寫，更容易維護。

既然父類類型的引用沒有改變什么，那么為什么不總是用它呢？如果我們使用Employee類型的引用來指向一個Salary對象，對象不會丟失數(shù)據(jù)，但是用父類類型的引用則不能直接訪問Salary類的成員變量和方法的。

如果要用父類類型的引用訪問子類的成員變量和方法，我們就必須將Employee類型的引用強制轉(zhuǎn)換為Salary類型的引用。

如：Salary?salary =(Salary)e;

注：引用數(shù)據(jù)類型向下強制轉(zhuǎn)換是有風(fēng)險的，不一定能夠轉(zhuǎn)型成功，如果要轉(zhuǎn)型成功，必須同時滿足以下兩個要求：

必須是父類引用指向一個子類的實現(xiàn)

強制轉(zhuǎn)換類型必須跟這個子類實現(xiàn)具體的類型一致，不能是父類其他子類的類型

使用instanceof關(guān)鍵字判斷對象的真正類型

Java語言的多態(tài)機制導(dǎo)致了引用變量的聲明類型和實際引用對象的類型可能不一致。為更準(zhǔn)確鑒別一個對象的真正類型，Java語言引入了instanceof運算符。

使用instanceof的語句如下：

引用?instanceof 類名

如果引用是指定的類類型，那么instanceof運算符返回true，否則返回false。

動態(tài)綁定技術(shù)

我們首先要理解Java中的動態(tài)綁定機制。

在面向?qū)ο蟪绦蜷_發(fā)中，我們將一個方法調(diào)用與該方法所在的類關(guān)聯(lián)起來，稱為"綁定"。綁定分靜態(tài)綁定和動態(tài)綁定，或者稱為前期綁定和后期綁定。

所謂靜態(tài)綁定，是指在程序執(zhí)行前方法已經(jīng)被綁定，此時由編譯器或其它連接程序?qū)崿F(xiàn)。針對Java簡單的可以理解為程序編譯期的綁定；這里特別說明一點，Java中的方法只有final、static、private和構(gòu)造器是前期綁定。

所謂動態(tài)綁定，是指在運行時根據(jù)具體對象的類型進行綁定。Java中所有的普通方法，都采用動態(tài)綁定技術(shù)。通過動態(tài)綁定，JVM必須沿著繼承層次樹向下找，判斷一個方法是否被重寫。如果方法被重寫了，在運行時就執(zhí)行子類中的方法，而不是編譯時調(diào)用的父類方法。

多態(tài)的主要應(yīng)用

1)多態(tài)參數(shù)

所謂多態(tài)參數(shù)，就是當(dāng)方法的某個形式參數(shù)是一個引用的時候，與該引用兼容的任何對象都可以傳遞給方法，從而允許方法接受不同數(shù)據(jù)類型的形式參數(shù)。

例如，如下的方法有一個Employee類型的形式參數(shù)：

public void payEmployee(Employee e)

如果要調(diào)用payEmployee()方法，我們需要用一個Employee對象作為實際參數(shù)。如果Salary和Hourly繼承自Employee類，那么Salary或Hourly對象也可以作為實際參數(shù)傳給payEmployee()方法。因為通過多態(tài)，Salary或Hourly對象也是一個Employee對象。

現(xiàn)在，通過將Employee類型的引用作為形式參數(shù)，使payEmployee()成為了一個更通用的方法?，F(xiàn)在，它可以接受Employee、Hourly、Salary對象作為實際參數(shù)。如果出現(xiàn)了一個繼承自Employee類的新類，那么這個新類也可以傳遞給payEmplyee()。

2)異構(gòu)集合

多態(tài)最常見的應(yīng)用是創(chuàng)建一個不是同一類型，但是有共同父類的數(shù)據(jù)集合。不同對象的集合稱為異構(gòu)集合。

例如所有的類都繼承object，如果寫一個數(shù)組為object類型數(shù)組，那么就可以裝任何的類型對象。

多態(tài)總結(jié)

從以上示例，我們可以看出：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，而對于子類中定義而父類中沒有的方法，它是無可奈何的；同時，父類中的一個方法只有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調(diào)用子類中的這個方法，這就是動態(tài)綁定。也就是說：在多態(tài)機制中，是由被引用對象的類型，而不是引用變量的類型，決定了調(diào)用誰的成員方法。但是，這個被調(diào)用的方法必須是在父類中定義過的，也就是說被子類重寫的方法?。

因此，對于多態(tài)，我們可以總結(jié)它為：

使用父類類型的引用指向子類的對象。

該引用只能調(diào)用父類中定義的方法，不能調(diào)用子類中獨有的方法。

如果子類中重寫了父類中的一個方法，那么在調(diào)用這個方法的時候，將會調(diào)用子類中的這個方法。

在多態(tài)中，子類可以調(diào)用父類中的所有方法。

在Java中，所有普通方法默認都是動態(tài)綁定，要避免動態(tài)綁定默認行為的唯一方法是將方法聲明為final。聲明為final的方法不能被重寫，所以JVM不需要沿著繼承層次樹向下尋找，并試圖判斷子類是否重寫該方法?；诖嗽?#xff0c;final方法可以提升性能，因為避免了動態(tài)綁定的開銷。

抽象

我們在編寫類時，通常會在類中定義一些方法，用來描述該類所具有的行為。在類的方法體中，我們編寫代碼實現(xiàn)該類所要執(zhí)行的行為。在繼承關(guān)系中，子類繼承父類后，子類也就具有父類所具備的行為。如果子類繼承了父類的行為，但是與父類的行為實現(xiàn)方式不同，就需要通過方法重寫來覆蓋父類的行為。

如果我們不需要類的實例時，就可以將類設(shè)計成為一個抽象類。所謂抽象類，是不能被實例化的類。在抽象類中，類的所有其它功能都存在，成員變量、方法、構(gòu)造器都可以用同樣的方式訪問。我們只是不能創(chuàng)建抽象類的實例。

抽象類

在Java中，使用關(guān)鍵字abstract可以聲明一個抽象類，該關(guān)鍵字可以出現(xiàn)在類聲明時class關(guān)鍵字前的任何地方。

我們注意到類除了聲明為abstract外，其它的沒有改變?，F(xiàn)在，我們不能實例化一個抽象的對象。但是對于它的子類沒有任何影響。

抽象方法

在父類中有的行為我們不需要去具體實現(xiàn)，因為我們永遠不會調(diào)用它，但是它又是子類必須有的，我們只需要在子類中去對方法進行重寫，進行具體的實現(xiàn)。這種情況下，我們就可以用抽象方法了。如果我們想一個類包含一個特定的方法，該方法的實際實現(xiàn)由子類決定，那么我們就可以在父類中將該方法聲明為抽象方法。抽象方法只有方法簽名，沒有方法體。

代碼清單展示了聲明為抽象的computePay()方法。注意，該方法沒有定義部分，并且方法簽名后跟一個分號，沒有大括號。

/*代碼清單??Employee.java

這里，computePay()方法被聲明為抽象方法，在類中沒有實現(xiàn)

*/

public abstract class Employee{

private String name;

private String address;

private int number;

public abstract double computePay();

//類定義的剩余部分

}

將一個方法聲明為抽象方法有兩個結(jié)果：

類也必須聲明為抽象類。如果一個類包含了抽象方法，那么該類也必須是抽象的。

任何子類必須重寫抽象方法，除非子類本身也是抽象的。

從設(shè)計的角度看，將一個抽象方法放在父類中，可以強制任何子類實現(xiàn)一個特別的行為。繼承抽象方法的子類必須重寫該方法。如果子類不重寫抽象方法，那么子類必須是抽象類，子類的子類必須重寫該方法。最終，必須有一個后代類實現(xiàn)抽象方法，否則，我們就有一個不能實例化的抽象類層次。

那么，為什么要使用方法抽象呢？這是因為強制其它類實現(xiàn)某個行為有好處。

使用抽象類類和抽象方法的好處

用抽象類及接口最重要的用處還是在于，使代碼實現(xiàn)很方便的擴展，最簡單的就是在new對象時，將生成對象定義為接口，在以后需要替換時就很方便。

抽象類及接口，并不只是為了抽象，為了接口面抽象，而接口。在你需要用到一系列可繼承自抽象類的子類，或是需要實現(xiàn)共同接口的多個實現(xiàn)類時，才需要考慮。

其實抽象類的一個好處是類不能被實例化，最大的好處就是通過方法的覆蓋來實現(xiàn)多態(tài)的屬性。也就是運行期綁定。

用抽象的型別統(tǒng)一類型，來進行操作，有利于以后的擴展，移植，復(fù)用！！

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的java 抽象类语法_JAVA基础语法8--多态/抽象类/抽象方法的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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