对象的多态性
课程    Java核心技术

前面了解了面向对象的继承思想,继承思想其核心是代码的复用和程序功能高度的扩展性。继承可以直接实现代码的复用,功能的扩展性是指继承后的类在父类的基础上增加新的行为,或者对父类的行为进行扩展,实现父类同一个行为具有不同的子类实现方式。

对象是类的实例化,多态性是指继承于同一父类的对象在运行过程中,表现出不同的行为。

案例1:在父类的基础上增加新的行为(方法)。

案例代码PcoreUnit1项目book包下类的继承结构如下图所示:

image.png


类继承结构图

图中的纸质图书类,电子图书类、视频类和音频类均继承于Product类,被继承的Product称为父类,继承的纸质图书类,电子图书类、视频类和音频类称为子类,子类继承父类的所有属性和方法。现在要求EBook类除了输出Product类的公有属性外,还要输出EBook类的私有属性。从案例代码中可以看出,EBook类的父类Product类提供了输出公有属性的行为,代码如下:

//输出产品属性
public void outProduct()
{
  System.out.println("产品名称:" + name);
  System.out.println("产品价格:" + String.valueOf(price));
  System.out.println("产品作者:" + author);
  System.out.println("产品摘要:" + summary);
}

EBook类虽然可以调用父类的outProduct()方法输出公有属性,但无法输出EBook类的私有属性。这种情况下,可以在EBook类增加outEBook()方法,用于输出EBook类的私有属性,代码如下:

//输出电子图书属性
public void outEBook()
{
  //调用父类的outProduct()输出公有属性
   outProduct();
    System.out.println("电子图书的格式:" + formation);
  System.out.println("电子图书的文件大小:" + String.valueOf(filesize));
}

代码首先调用父类的outProduct()方法输出公有属性,然后再输出该类的私有属性。

在EBook类添加一个新的构造方法,用于初始化Ebook类的属性formation和filesize。

// 电子图书类的构造方法
public EBook(String inName, double inPrice, String inAuthor, String inSummary,String formation,long filesize) 
{
  super(inName, inPrice, inAuthor, inSummary);
   this.formation = formation;
  this.filesize = filesize;
}

在PCoreUnit1项目book包下,新建EbookTest类,代码如下:

public static void main(String[] args) {
  //实例化EBook对象
  EBook  ebook  =  new  EBook("三国演义",21.2,"罗贯中","展现三国历史风云","PDF格式",310);
  //调用outEBook()方法
  ebook.outEBook();
}

程序执行结果如下图所示:

image.png


案例2:扩展父类的行为

案例1要求EBook类除了输出父类Product类的公有属性外,还要求输出EBook类的私有属性,例1给出的解决方案是在EBook类增加outEBook()方法,该方法首先调用父类的outProduct()方法输出父类的公有属性,然后再输出EBook类的私有属性。

其实,还有一种解决方案,在EBook类中重写父类的outProduct(),这样当EBook对象调用outProduct()方法时,其父类的outProduct()方法被忽略,而执行EBook类的outProduct()方法。代码如下:

//重写父类的outProduct()方法
 @Override
 public void outProduct()
{
  //输出父类的公有属性
  System.out.println("产品名称:" + name);
  System.out.println("产品价格:" + String.valueOf(price));
  System.out.println("产品作者:" + author);
  System.out.println("产品摘要:" + summary);
          
  //输出EBook类的私有属性
  System.out.println("电子图书的格式:" + formation);
  System.out.println("电子图书的文件大小:" + String.valueOf(filesize));
 
}

EBook类重写父类的outProduct()方法时,需要在outProduct()方法声明前面添加“@Override”注解,编译器会验证“@Override”注解下面的方法名称,在父类中是否有相同的方法名称。如果没有相同的方法名称,编译器会给出报错信息。

“@Override”是Java语言提供的注解,注解为编译器提供编译信息。例如编译器遇到“@Override”注解时,它会检查用于注解的方法是否是重写方法,如果发现其父类没有该方法时,会报编译错误。

在重写方法声明前面不添加“@Override”注解时,如果方法名称写错了,编译器不会给出报错信息,编译器会认为这是一个类方法。

修改PcoreUnit1项目book包内EbookTest类的代码:

public static void main(String[] args) {
  //实例化EBook对象
  EBook  ebook  =  new  EBook("三国演义",21.2,"罗贯中","展现三国历史风云","PDF格式",310);
  //调用outProduct()方法
  ebook.outProduct();
 
}

程序执行结果如下图所示:

16.png

案例2给出的子类重写父类的方法,就是面向对象的多态概念。在程序运行过程中,子类的行为代替了父类的行为。父类Product类有输出属性的方法outProduct(),而它的子类EBook类、Video类、PaperBook重写了outProduct()方法。换言之,对于不同的出版物产品,每个子类都会重写父类的一些方法,来实现自己的行为,这就构成了对象的多态性。

多态也就是多种表现形态,方法的重载和方法的重写是Java多态性的不同表现。方法重载是一个类中多态性的表现,方法重写是父类与子类之间多态性的一种表现。如果在一个类中定义了多个同名的方法,它们或有不同的参数个数或有不同的参数类型,则称为方法的重载。如果在子类中定义某方法与其父类有相同的名称和参数,就称为方法的重写。

多态是面向对象编程的一大特征,利用多态特征编程,可以让应用程序具有良好的扩展性。通过子类对父类方法的重写和类方法的重载,可以在不改变原有代码的情况下扩展程序的功能。

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郎宏林
授课老师
授课老师简介
项目经理,系统分析和架构师,从事多年中文信息处理技术。熟悉项目管理、擅长项目需求分析和设计、精通Java、C#、Python等编程语言。
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