关于javaOOP ：多态介绍

客官°小女子只卖身不卖艺 2024-04-01 18:31 96阅读 0赞

通过将[子类][Link 1]对象引用赋值给超类对象引用变量来实现动态方法调用。

java 的这种机制遵循一个原则：当[超类][Link 2]对象引用变量引用子类对象时，被引用对象的类型而不是引用变量的类型决定了调用谁的成员方法，但是这个被调用的方法必须是在超类中定义过的，也就是说被子类覆盖的方法。

1. 如果a是类A的一个引用，那么，a可以指向类A的一个实例,或者说指向类A的一个子类。

2. 如果a是接口A的一个引用，那么,a必须指向实现了接口A的一个类的实例。

二、Java多态性实现机制

SUN目前的JVM实现机制，类实例的引用就是指向一个句柄（handle）的指针，这个句柄是一对指针：

一个指针指向一张表格，实际上这个表格也有两个指针（一个指针指向一个包含了对象的方法表，另外一个指向类对象，表明该对象所属的类型）；

另一个指针指向一块从java堆中为分配出来内存空间。

The Java Virtual Machine does not require any particular internal structure for objects. In Sun "s current implementation of the Java Virtual Machine, a reference to a class instance is a pointer to a handle that is itself a pair of pointers: one to a table containing the methods of the object and a pointer to the Class object that represents the type of the object, and the other to the memory allocated from the Java heap for the object data. （jvm规范中关于对象内存布局的说明）

三、总结

1、通过将子类对象引用赋值给超类对象引用变量来实现动态方法调用。

DerivedC c2=new DerivedC();

BaseClass a1= c2; //BaseClass 基类，DerivedC是继承自BaseClass的子类

a1.play(); //play()在BaseClass，DerivedC中均有定义，即子类覆写了该方法

分析：

\* 为什么子类的类型的对象实例可以覆给超类引用？

自动实现向上转型。通过该语句，编译器自动将子类实例向上移动，成为通用类型BaseClass；

\* a.play()将执行子类还是父类定义的方法？

子类的。在运行时期，将根据a这个对象引用实际的类型来获取对应的方法。所以才有多态性。一个基类的对象引用，被赋予不同的子类对象引用，执行该方法时，将表现出不同的行为。

在a1=c2的时候，仍然是存在两个句柄，a1和c2，但是a1和c2拥有同一块数据内存块和不同的函数表。

2、不能把父类对象引用赋给子类对象引用变量

BaseClass a2=new BaseClass();

DerivedC c1=a2;//出错

在java里面，向上转型是自动进行的,但是向下转型却不是，需要我们自己定义强制进行。

c1=(DerivedC)a2; 进行强制转化,也就是向下转型.

3、记住一个很简单又很复杂的规则，一个类型引用只能引用引用类型自身含有的方法和变量。

你可能说这个规则不对的，因为父类引用指向子类对象的时候，最后执行的是子类的方法的。

其实这并不矛盾，那是因为采用了后期绑定，动态运行的时候又根据型别去调用了子类的方法。而假若子类的这个方法在父类中并没有定义，则会出错。

例如，DerivedC类在继承BaseClass中定义的函数外，还增加了几个函数（例如 myFun()）

分析：

当你使用父类引用指向子类的时候，其实jvm已经使用了编译器产生的类型信息调整转换了。

这里你可以这样理解，相当于把不是父类中含有的函数从虚拟函数表中设置为不可见的。注意有可能虚拟函数表中有些函数地址由于在子类中已经被改写了，所以对象虚拟函数表中虚拟函数项目地址已经被设置为子类中完成的方法体的地址了。

4、Java与C++多态性的比较

jvm关于多态性支持解决方法是和c++中几乎一样的，

只是c++中编译器很多是把类型信息和虚拟函数信息都放在一个虚拟函数表中，但是利用某种技术来区别。

Java把类型信息和函数信息分开放。Java中在继承以后，子类会重新设置自己的虚拟函数表，这个虚拟函数表中的项目有由两部分组成。从父类继承的虚拟函数和子类自己的虚拟函数。

虚拟函数调用是经过虚拟函数表间接调用的，所以才得以实现多态的。

Java的所有函数，除了被声明为final的，都是用后期绑定。

C++实现多态性，使用关键字virtual，为了引起晚捆绑，使用虚函数。若一个函数在基类被声明为virtual，则所有子类中都是virtual的。对虚函数的重定义成为越位。

interface Parent

String method();

class Child1 implements Parent

public String method()

return "Child1 ";

class Child2 implements Parent

public String method()

return "Child2 ";

public class Test

public static void main(String\[\] args)

Parent parent = new Child1();

System.out.println(parent.method());

parent = new Child2();

System.out.println(parent.method());

输出结果：

Child1

Child2

只有多个子类从一个父类继承或实现一个接口。 在建立这些子类实例时，都用父类或接口做为变量类型，如上例中的parent。也就是说，用户对应的接口都是一个Parent。而由于new后面的子类不同，而产生调用同一个方法method返回不同结果的显现叫多态。就是同一个方法在使用不同子类时有不同的表现（在这里是不同的返回值）。

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在JAVA中有两种多态是指：运行时多态和编译时多态。

关于类的多态性简介如下：

多态(polymorphism)意为一个名字可具有多种语义.在程序设计语言中,多态性是指”一种定义,多种实现”.例如,运算符+有多种含义,究竟执行哪种运算取决于参加运算的操作数类型:

1+2 //加法运算符

“1” + “2” //字符串连接运算,操作数是字符串

多态性是面向对象的核心特征之一,类的多态性提供类中成员设计的灵活性和方法执行的多样性.

1、类多态性表现

(1)方法重载

重载表现为同一个类中方法的多态性.一个类生命多个重载方法就是为一种功能提供多种实现.编译时,根据方法实际参数的数据类型\\个数和次序,决定究竟应该执行重载方法中的哪一个.

(2)子类重定义从父类继承来的成员

当子类从父类继承来的成员不适合子类时,子类不能删除它们,但可以重定义它们,使弗雷成员适应子类的新需求.子类重定义父类成员,同名成员在父类与子类之间表现出多态性,父类对象引用父类成员,子类对象引用子类成员,不会产生冲突和混乱.

子类可重定义父类的同名成员变量,称子类隐藏父类成员变量.子类也可以重定义父类的同名成员方法，当子类方法的参数列表与父类方法参数列表完全相同时，称为子类方法覆盖（override）父类方法。覆盖父类方法时，子类方法的访问权限不能小于父类方法的权限。

由于Object类的equals()方法比较两个对象的引用是否相等而不是值是否相等,因此一个类要覆盖Object类的equals()方法,提供本类两个对象比较相等方法.

覆盖表现为父类与子类之间方法的多态性.java 寻找执行方法的原则是:从对象所属的类开始,寻找匹配的方法执行,如果当前类中没有匹配的方法,则逐层向上依次在父类或祖先类中寻找匹配方法,直到Object类.

2、super 引用

在子类的成员方法中,可以使用代词super引用父类成员.super引用的语法如下:

super(\[参数列表\]) //在子类的构造方法体中,调用父类的构造方法

super.成员变量 //当子类隐藏父类成员变量时,引用父类同名成员变量

super.成员方法(\[参数列表\]) //当子类覆盖父类成员方法时,调用父类同名成员方法

\*注意:super引用没有单独使用的语法

3、多态性有两种:

1）编译时多态性

对于多个同名方法,如果在编译时能够确定执行同名方法中的哪一个,则称为编译时多态性.

2）运行时多态性

如果在编译时不能确定,只能在运行时才能确定执行多个同名方法中的哪一个,则称为运行时多态性.

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关于java的多态，有的书上是这样讲的，它讲java的多态分成静态的多态，和动态的多态，而所谓静态的多态就是只函数的重载，动态的多态就是方法的覆写。

如下面：

class Test

void print()

System.out.println("hello world");

void print(int x)

System.out.println("hello world"+i);

public static void main(String \[\]args)

Test ts=new Test();

ts.print();

ts.print(10);

/\*

上面的程序就是在一个类中成员方法的重载例子。也就是一个静态的多态性。系统会在你编译的时候根据你调用的方法的参数列表来动态的决定调用那一个函数。

\*/

动态的多态：

class Test

void print()

System.out.println("hello Test");

public static void main(String \[\]args)

A a=new A();

a.print();

class A extends Test

void print()

System.out.println("hello A");

/\*

这时由于子类覆写了父类的方法，所以调用的是子类覆写后的方法。

这是动态的多态。

\*/

是把一个子类的实例赋值给一个父类的问题，请看下面的程序：

class A

void print()\{\}

public static void main(String \[\]args)

A \[\] a=new A\[3\];

a\[0\]=new B();

a\[1\]=new C();

a\[2\]=new D();

for(int i=0;i<a.length;i++)

a\[i\].print();

class B extends A

void print()

System.out.println("hello B");

class C extends A

void print()

System.out.println("hello C");

class D extends A

void print()

System.out.println("hello D");

/\*

上面的程序执行的结果：

hello B

hello C

hello D

可以看出，程序不会调用父类的print()方法,再说父类print()方法根本什么也不做。这就是JVM (java虚拟机),能在程序运行时，动态的识别变量的类型。就像上面一样。这主要是考java的运行时的类型识别机制实现的，当然我认为这其实也可以看成是java多态的一种表现。

\*/

在java中子类是父类的实例，这就像是说 鱼是动物。但不能说动物就一定是鱼，这也是符合了人们对现实世界的认识规律。另外java为我们提供了一个关键字，在孙鑫的教程里面也讲到了吧。它是instanceof

你可以用这来判断一个对象是否是一个类的实例。还是上面的A ,B,C ,D类的例子：

在mian函数中写上下面的代码：(把原来的代码删掉)

B b=new B();

if(b instanceof A)

System.out.println("b instanceof A");

//输出：b instanceof A

说明b是A类的实例。

再看下面的例子。

A a=new B();

if(a instanceof B)

System.out.println("a instanceof B");

//输出：a instanceof B

但此时不能这样，B b=a;

虽然a是B的实例但是这里不能这样赋值，要像下面：

B b=(B)a;

//进行类System.out.println("a instanceof B");

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