怎样通过应用实例讨论Java多态的实现

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实现Java多态

在代码中实现Java的多态必须遵循的要求可归纳如下：

1.代码中必须有超类和子类继承关系。

2.超类提供作为接口的方法，对子类完善或者覆盖这些方法指定规范。

3.参与多态的子类必须完善或者覆盖这些指定的方法，以达到接口效应。

4.编写驱动类，或者应用代码，子类向上转型为超类引用，实现多态。

下面小节应用实例分别讨论如何实现多态。

超类提供Java多态接口

以计算圆形物体表面积和体积为例，讨论多态对超类的要求以及如何提供多态接口：

public abstract class Shape {      ...      // 以下定义抽象方法作为多态接口      public abstract void computeArea();           public abstract void computeVolume();             public abstract double getArea();           //新增参与多态的接口方法      public abstract double getVolume();      }

除原来存在的两个抽象方法外，因为getArea()和getVolume()也涉及和参与多态功能，因此将它们定义为实现多态的接口方法。另外多态的实现不影响任何其他运算和操作，所以这个代码的其他部分无需修改。

当然执行多态的超类不必一定是抽象类。但因为在这个超类中，甚至大多数应用程序的超类中，只提供执行具体运算的方法的签名，不可能提供具体代码。所以应用抽象方法作为多态接口比较普遍。

如在计算公司雇员工资的超类中：

// 用抽象方法作为多态接口  public abstract class Employee {      ...      public abstract double earnings();    //定义抽象方法作为多态接口  }

也可定义为普通方法，如：

//这个方法将作为多态接口被子类的方法所覆盖      public class Manager extends Employee {      ...      public double eamings () return 0.0;

子类完善接口

在计算圆形物体表面积和体积的例子中，CircleShape2继承了Shape，Circle继承了CircleShape2。Circle类中完善了抽象超类指定的、作为多态接口的抽象方法如下：

public class Circle extends CircleShape2 {      ...      double volume = 0.0;                //Circle类没有体积      public void computeArea() {         //完善超类作为多态接口的抽象方法          area = Math.PI * radius * radius;      }      public double getArea() {          return area;      }      public void computeVolume() {}      //完善超类作为多态接口的抽象方法      public double getVolume() {          return volume;      }     }

代码中完善了超类Shape规定的四个作为多态接口的抽象方法，实际上，已存在的Circle程序已经编写了其中的两个方法，只需要完善computeVolume()和getVolume()即可。Circle类没有体积计算，所以ComputeVolume()为空程序体且getVolume()返回值为0.0。

以此类推，Sphere继承了Circle，覆盖了Circle的computeArea()和computeVolume()：

public class Sphere extends Circle{      ...      public void computeArea() {     //覆盖Circle的该方法          super.computeArea();        //调用Circle的方法          area = 4* area;      }      public void computeVolume() {   //覆盖Circle的该方法          super.computeArea();        //调用Circle的方法          volume = 4.0/3 * radius * area;      }  }

并且继承了getArea()和getVolume()。显而易见，抽象类和覆盖技术的应用，已经为实现多态铺平了道路。这里，只是对抽象类中指定的抽象方法，以及子类完善这些方法，从多态接口的角度加以新的内容和解释。按照这个概念代码技术，编写计算员工工资的子类也是水到渠成的事。如：

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

值得一提的是，如果超类中定义的作为多态接口的方法是一个完善了的普通方法，在子类中则需覆盖它，以便实现多态。

如何使用Java的多态

调用多态方法是通过向上转型，或称超类引用实现的。即向上转型后，由超类产生对子类多态方法的动态调用，如：

Circle myCircle = new Circle(20.98);  Shape shape = myCircle;             //向上转型或超类引用  shape.computeArea();.               //多态调用  ...

应用链接表或集合，以及循环，则可有效地对大量的对象方法实行多态调用。本书将在以后的章节专门讨论循环、链接表和集合技术。

如下是对计算圆形物体的表面积和体积实现多态调用的代码：

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

这里对Circle对象多态调用computeVolume()毫无意义，仅是为了演示目的。其运行结果为：

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

如果需要多态调用大量对象，可以使用数组和循环如下：

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

这个循环语句也被称为多态管理循环。

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