實現Java多態

在代碼中實現Java的多態必須遵循的要求可歸納如下：

1.代碼中必須有超類和子類繼承關系。

2.超類提供作為接口的方法，對子類完善或者覆蓋這些方法指定規范。

3.參與多態的子類必須完善或者覆蓋這些指定的方法，以達到接口效應。

4.編寫驅動類，或者應用代碼，子類向上轉型為超類引用，實現多態。

下面小節應用實例分別討論如何實現多態。

超類提供Java多態接口

以計算圓形物體表面積和體積為例，討論多態對超類的要求以及如何提供多態接口：

public abstract class Shape {  
    ...  
    // 以下定義抽象方法作為多態接口  
    public abstract void computeArea();       
    public abstract void computeVolume();         
    public abstract double getArea();           //新增參與多態的接口方法  
    public abstract double getVolume();   
   
} 

除原來存在的兩個抽象方法外，因為getArea()和getVolume()也涉及和參與多態功能，因此將它們定義為實現多態的接口方法。另外多態的實現不影響任何其他運算和操作，所以這個代碼的其他部分無需修改。

當然執行多態的超類不必一定是抽象類。但因為在這個超類中，甚至大多數應用程序的超類中，只提供執行具體運算的方法的簽名，不可能提供具體代碼。所以應用抽象方法作為多態接口比較普遍。

如在計算公司雇員工資的超類中：

// 用抽象方法作為多態接口  
public abstract class Employee {  
    ...  
    public abstract double earnings();    //定義抽象方法作為多態接口  
} 

也可定義為普通方法，如：

//這個方法將作為多態接口被子類的方法所覆蓋  
    public class Manager extends Employee {  
    ...  
    public double eamings () return 0.0; 

子類完善接口

在計算圓形物體表面積和體積的例子中，CircleShape2繼承了Shape，Circle繼承了CircleShape2。Circle類中完善了抽象超類指定的、作為多態接口的抽象方法如下：

public class Circle extends CircleShape2 {  
    ...  
    double volume = 0.0;                //Circle類沒有體積  
    public void computeArea() {         //完善超類作為多態接口的抽象方法  
        area = Math.PI * radius * radius;  
    }  
    public double getArea() {  
        return area;  
    }  
    public void computeVolume() {}      //完善超類作為多態接口的抽象方法  
    public double getVolume() {  
        return volume;  
    }  
   
} 

代碼中完善了超類Shape規定的四個作為多態接口的抽象方法，實際上，已存在的Circle程序已經編寫了其中的兩個方法，只需要完善computeVolume()和getVolume()即可。Circle類沒有體積計算，所以ComputeVolume()為空程序體且getVolume()返回值為0.0。

以此類推，Sphere繼承了Circle，覆蓋了Circle的computeArea()和computeVolume()：

public class Sphere extends Circle{  
    ...  
    public void computeArea() {     //覆蓋Circle的該方法  
        super.computeArea();        //調用Circle的方法  
        area = 4* area;  
    }  
    public void computeVolume() {   //覆蓋Circle的該方法  
        super.computeArea();        //調用Circle的方法  
        volume = 4.0/3 * radius * area;  
    }  
} 

并且繼承了getArea()和getVolume()。顯而易見，抽象類和覆蓋技術的應用，已經為實現多態鋪平了道路。這里，只是對抽象類中指定的抽象方法，以及子類完善這些方法，從多態接口的角度加以新的內容和解釋。按照這個概念代碼技術，編寫計算員工工資的子類也是水到渠成的事。如：

//Demo code  
public Manager extends Employee {  
    ...  
    public double earnings () {   
        return baseSalary + meritPay + bonus;  
    }  

值得一提的是，如果超類中定義的作為多態接口的方法是一個完善了的普通方法，在子類中則需覆蓋它，以便實現多態。

如何使用Java的多態

調用多態方法是通過向上轉型，或稱超類引用實現的。即向上轉型后，由超類產生對子類多態方法的動態調用，如：

Circle myCircle = new Circle(20.98);  
Shape shape = myCircle;             //向上轉型或超類引用  
shape.computeArea();.               //多態調用  
... 

應用鏈接表或集合，以及循環，則可有效地對大量的對象方法實行多態調用。本書將在以后的章節專門討論循環、鏈接表和集合技術。

如下是對計算圓形物體的表面積和體積實現多態調用的代碼：

public class CircleShapeApp{  
    public static void main(String[] args) {  
        Circle circle = new Circle(12.98);  
        Sphere sphere = new Sphere(25.55);  
   
        Shape shape = circle;       //向上轉型  
        //多態調用  
        shape.computeArea();  
        shape.computeVolume();  
        System.out.println("circle area: " + shape.getArea());  
        System.out.println("circle volume: " + shape.getVolume());  
        //多態調用  
        shape = sphere;  
        shape.computeArea();  
        shape.computeVolume();  
        System.out.println("Sphere area: " + shape.getArea());  
        System.out.println("Sphere volume: " + shape.getVolume());  
    }  
} 

這里對Circle對象多態調用computeVolume()毫無意義，僅是為了演示目的。其運行結果為：

circle area: 529.2967869138698  
circle volume: 0.0  
Sphere area: 2050.8395382450512  
Sphere volume: 69865.26693621474 

如果需要多態調用大量對象，可以使用數組和循環如下：

...  
for(int i = 0; i < objNum; i++) {           //循環objNum次  
    shape[i].computeArea();                 //i從0到objNum-1  
    shape[i].computeVolume();  
    System.out.println("The area: " + shape[i].getArea());  
    System.out.println("The volume: " + shape[i].getVolume());  
} 

這個循環語句也被稱為多態管理循環。

Java的多態就先介紹到這里。本文出自 “海外咖啡豆 - 高永強的博客天地” 博客。

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