8, polymorphism
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本文讲述了多态在面向对象编程中的重要性，包括如何通过接口、继承和向上类型转换来降低程序之间的耦合性。还探讨了多态的动态绑定机制及其在方法调用中的应用，以及向下转型的必要性与风险。最后，介绍了Object类中的getClass()方法，提供有关对象类型的信息。
![Pitfall: private方法
• 在《 7, Reusing Classes 》章节中讲到private方法默认是final, 因
此不能被覆盖;
• 示例:
public class PrivateOverride {
private void f() { print("private f()"); }
public static void main(String[] args) {
PrivateOverride po = new Derived();
po.f(); // output: private f();
}
}
class Derived extends PrivateOverride {
public void f() { print("public fs()"); }
}
• 示例: demo/PrivateOverride.java](https://image.slidesharecdn.com/8polymorphism-130123005903-phpapp01/85/8-polymorphism-9-320.jpg)
![Pitfall: 属性和静态方法
• 对于类属性以及静态方法, 不会有多态行为;
• 示例:
class A {
public int i = 1;
public static void f()...
}
class B extends A {
public int i = 2;
public static void f()...
public static void main(String[] args) {
A a = new B();
System.out.println(a.i);
a.f(); //
}
}
• 示例: demo/Demo2.java
• 示例: demo/Demo3.java](https://image.slidesharecdn.com/8polymorphism-130123005903-phpapp01/85/8-polymorphism-10-320.jpg)
![Object getClass()
• 在Object基类中定义了Class getClass()方法用
于返回对象的具体类型信息; Class类对应的
是java编译后的.class文件, 该类提供了一些
接口用于获取该类的名称, 属性, 方法等运行
时信息, 参考链接:
1), String getName() 返回类名(包含包信息), 比如demo.B;
2), Package getPackge() 返回包
3), Method[] getMethods() 返回定义的方法
......
• 示例: demo/Demo4.java](https://image.slidesharecdn.com/8polymorphism-130123005903-phpapp01/85/8-polymorphism-13-320.jpg)
8, polymorphism
- 1. Polymorphism
- 2. Agenda • 概述 • 关于耦合 • RE - 向上类型转换 • 多态 • Pitfall: private方法 • Pitfall: 属性和静态方法 • 扩展 • 向下转型 • Object getClass()
- 3. 概述 • 多态, 又称动态绑定(Dynamic binding), 是 OO(面向对象)中继数据抽象(data abstraction) 和 继承(inheritance)之后的第三大特性; • 多态为分离”接口与实现”提供了可能, 这样 能够极大程度的降低程序模块之间的耦合 性.
- 4. 关于耦合 • 耦合是指如果程序A依赖于程序B的实现, 那么 程序A/B之间存在耦合关系; 耦合会导致程序的 灵活性大幅下降, 考虑这样一个系统: 模块(Module)A依赖于子模块B的实现, 先如今由于某 些 需求需要使用另一种方式实现子模块B, 由于A与B之 间 紧密耦合导致A模块也需要作相应的修改. • 解耦是指通过更加优良的设计来降低程序之间 的耦合性, 在java中可以通过接口(interface)/继 承/多态等特性来达到低耦合的设计;
- 5. RE - 向上类型转换 Upcasting • 向上类型转换是指引用可以指向该类及其子类的所有对象, 比如, 按照如下继承关系: Class A A a = new A(); a = new B(); a = new C(); // A的引用可以指向A/B/C B b = new C(); Class B C c = new C(); Class C • 方法在声明时可以指定某个基类或者接口(比如A), 而在调用时则可以 传入相应的具体实现(比如B/C), eg: // 方法声明 void f(A a) {......} // 调用 A a = new B(); f(a); f(new C())
- 6. 多态 • 方法绑定(method-call binding)是指将方法调用与方 法体联系在一起; • 分为两种类型 1), 静态绑定(early binding) 指在编译阶段, 指定某个方法调用执行某个方 法体; 2), 动态绑定(dynamic binding) 也称late binding, 是指在运行时根据具体的类型 来决定方法调用执行具体哪一个方法的定义. 动 态绑定是java采用的一种方法绑定方式, 所谓的多态也 就是指方法动态绑定;
- 7. 多态 • 由于Upcasting特性, 方法(比如:void f(A))在调用时输入的实参(比如: p1) 有可能是不同的具体实现类型: 形参类型本身(class A)及其子类型(class B); 考虑这样一个问题: 如果在方法(f)内调用该实参(p1)的某个方法(比 如: pf), 那么最终调用的是class A还是class B上面的实现? 示例: class A { void pf()... } class B extends A { void pf() ... // override } class C { f(A p1) ... // 形参类型是A } // 使用 C c = new C(); A a = new B(); c.f(a); // 这里会调用class A里面的pf实现还是class B的?
- 8. 多态 • 根据对方法动态绑定(多态)的解释, 可以确 定在上面的示例中由于运行时具体类型是B, 因此会调用class B中定义的pf方法. • 这就是多态: 运行时根据具体类型的不同, 决定不同的方法调用, 从而体现出不同的行 为; • 示例: demo/Demo1.java
- 9. Pitfall: private方法 • 在《 7, Reusing Classes 》章节中讲到private方法默认是final, 因 此不能被覆盖; • 示例: public class PrivateOverride { private void f() { print("private f()"); } public static void main(String[] args) { PrivateOverride po = new Derived(); po.f(); // output: private f(); } } class Derived extends PrivateOverride { public void f() { print("public fs()"); } } • 示例: demo/PrivateOverride.java
- 10. Pitfall: 属性和静态方法 • 对于类属性以及静态方法, 不会有多态行为; • 示例: class A { public int i = 1; public static void f()... } class B extends A { public int i = 2; public static void f()... public static void main(String[] args) { A a = new B(); System.out.println(a.i); a.f(); // } } • 示例: demo/Demo2.java • 示例: demo/Demo3.java
- 11. 扩展 • 子类可以覆盖父类的方法, 同时也可以通过添加其他的方法进行扩展; 比如: class A { void f()... void g() ... } class B extends A { void m()... // m, n方法是一种扩展 void n()... } • 结合向上转型和多态, 可以通过父类的接口调用子类的方法, 比如: A a= new B(); a.f(); a.g(); // 运行时与B中的方法进行绑定 但是不能调用子类扩展的其他方法, a.m(); a.n(); // 编译错误
- 12. 向下转型 • 向上转型导致具体类型信息的丢失, 进而导 致无法调用子类扩展的其他方法; 这时候就 需要做”向下转型”操作; 参照上一页的示例: ((B)a).m(); ((B)a).n(); // ok • 向下转型不总是一个安全的操作, 如果对象 的类型与目标类型不同那么会抛出 ClassCastException异常; • 示例: demo/Demo4.java
- 13. Object getClass() • 在Object基类中定义了Class getClass()方法用 于返回对象的具体类型信息; Class类对应的 是java编译后的.class文件, 该类提供了一些 接口用于获取该类的名称, 属性, 方法等运行 时信息, 参考链接: 1), String getName() 返回类名(包含包信息), 比如demo.B; 2), Package getPackge() 返回包 3), Method[] getMethods() 返回定义的方法 ...... • 示例: demo/Demo4.java