java多态的实现

多态性：发送消息给某个对象，让该对象自行决定响应何种行为。

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。
java 的这种机制遵循一个原则：当超类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。

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。