通过应用实例讨论Java多态的实现

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：

1. publicabstractclassShape{

2. ...

3. //以下定义抽象方法作为多态接口

4. publicabstractvoidcomputeArea();

5. publicabstractvoidcomputeVolume();

6. publicabstractdoublegetArea();//新增参与多态的接口方法

7. publicabstractdoublegetVolume();

8.

9. }

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：

10. //用抽象方法作为多态接口

11. publicabstractclassEmployee{

12. ...

13. publicabstractdoubleearnings();//定义抽象方法作为多态接口

14. }

也可定义为普通方法，如：

15. //这个方法将作为多态接口被子类的方法所覆盖

16. publicclassManagerextendsEmployee{

17. ...

18. publicdoubleeamings()return0.0;

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：

19. publicclassCircleextendsCircleShape2{

20. ...

21. doublevolume=0.0;//Circle类没有体积

22. publicvoidcomputeArea(){//完善超类作为多态接口的抽象方法

23. area=Math.PI*radius*radius;

24. }

25. publicdoublegetArea(){

26. returnarea;

27. }

28. publicvoidcomputeVolume(){}//完善超类作为多态接口的抽象方法

29. publicdoublegetVolume(){

30. returnvolume;

31. }

32.

33. }

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()：

34. publicclassSphereextendsCircle{

35. ...

36. publicvoidcomputeArea(){//覆盖Circle的该方法

37. super.computeArea();//调用Circle的方法

38. area=4*area;

39. }

40. publicvoidcomputeVolume(){//覆盖Circle的该方法

41. super.computeArea();//调用Circle的方法

42. volume=4.0/3*radius*area;

43. }

44. }

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：

45. //Democode

46. publicManagerextendsEmployee{

47. ...

48. publicdoubleearnings(){

49. returnbaseSalary+meritPay+bonus;

50. }

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：

51. CirclemyCircle=newCircle(20.98);

52. Shapeshape=myCircle;//向上转型或超类引用

53. shape.computeArea();.//多态调用

54. ...

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：

55. publicclassCircleShapeApp{

56. publicstaticvoidmain(String[]args){

57. Circlecircle=newCircle(12.98);

58. Spheresphere=newSphere(25.55);

59.

60. Shapeshape=circle;//向上转型

61. //多态调用

62. shape.computeArea();

63. shape.computeVolume();

64. System.out.println("circlearea:"+shape.getArea());

65. System.out.println("circlevolume:"+shape.getVolume());

66. //多态调用

67. shape=sphere;

68. shape.computeArea();

69. shape.computeVolume();

70. System.out.println("Spherearea:"+shape.getArea());

71. System.out.println("Spherevolume:"+shape.getVolume());

72. }

73. }

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：

74. circlearea:529.2967869138698

75. circlevolume:0.0

76. Spherearea:2050.8395382450512

77. Spherevolume: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：

78. ...

79. for(inti=0;i<objNum;i++){//循环objNum次

80. shape[i].computeArea();//i从0到objNum-1

81. shape[i].computeVolume();

82. System.out.println("Thearea:"+shape[i].getArea());

83. System.out.println("Thevolume:"+shape[i].getVolume());

84. }

这个循环语句也被称为多态管理循环。