《Thinking in Java》第一篇笔记 对多态的一点小琢磨

面向对象的多态特征，简而言之就是“对外一个接口，内部多种实现”。多态是在面向对象的继承性的基础上建立起来的。在类之间的继承关系中，子类和父类具有类型的“等价性”，子类对象可以作为父类对象看待，这种把子类当作父类处理的过程叫做向上转型（upcasting）。因为在类的继承体系图中，一般是子类在父类的下面，根类在继承类体系的顶部，如下图所示，所以向上转型的含义是子类沿着类继承体系向上，将其类型塑造为父类类型。



多态存在的三个必要条件：要有继承；要有重写；父类引用指向子类对象。在Java中多态的实现方式有通过接口实现；继承父类进行方法重写，以及在同一个类中进行方法重载。

一个多态的例子：

A.java文件：

public class A {

public String show(D d){
return ("A and D");
}

public String show(A a){
return ("A and A");
}

}

B.java文件：

public class B extends A{

public String show(B b){
return ("B and B");
}
public String show(A a){
return ("B and A");
}

C.java文件：

public class C extends B{

}

D.java文件：

public class D extends B{

}

Test.java文件：

public class Test {

public static void main(String[] args) {
A a1 = new A();

A a2 = new B();

B b = new B();

C c = new C();

D d = new D();

System.out.println(a1.show(b));  // ①

System.out.println(a1.show(c));  // ②

System.out.println(a1.show(d));  // ③

System.out.println(a2.show(b));  // ④

System.out.println(a2.show(c));  // ⑤

System.out.println(a2.show(d));  // ⑥

System.out.println(b.show(b));   // ⑦

System.out.println(b.show(c));   // ⑧

System.out.println(b.show(d));   // ⑨

}

}

运行结果：

A and A
A and A
A and D
B and A
B and A
A and D
B and B
B and B

分析：

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。 （但是如果强制把超类转换成子类的话，就可以调用子类中新添加而超类没有的方法了。）

本例涉及方法调用的优先问题 ，优先级由高到低依次为：this.show(Obj)、super.show(Obj)、this.show((super)Obj)、super.show((super)Obj)。

比如④，a2.show(b)，a2是一个引用变量，类型为A，则this为a2，b是B的一个实例，于是它到类A里面找show(B obj)方法，没有找到，于是到A的super(超类)找，而A没有超类，因此转到第三优先级this.show((super)O)，this仍然是a2，这里O为B，(super)O即(super)B即A，因此它到类A里面找show(A obj)的方法，类A有这个方法，但是由于a2引用的是类B的一个对象，B覆盖了A的show(A obj)方法，因此最终锁定到类B的show(A obj)，输出为”B and A”。

再比如⑧，b.show(c)，b是一个引用变量，类型为B，则this为b，c是C的一个实例，于是它到类B找show(C obj)方法，没有找到，转而到B的超类A里面找，A里面也没有，因此也转到第三优先级this.show((super)O)，this为b，O为C，(super)O即(super)C即B，因此它到B里面找show(B obj)方法，找到了，由于b引用的是类B的一个对象，因此直接锁定到类B的show(B obj)，输出为”B and B”。

按照上面的方法，可以正确得到其他的结果。

问题还要继续，现在我们再来看上面的分析过程是怎么体现出那句话的内涵的：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。还是拿a2.show(b)来说吧。

a2是一个引用变量，类型为A，它引用的是B的一个对象，因此这句话的意思是由B来决定调用的是哪个方法。因此应该调用B的show(B obj)从而输出”B and B”才对。但是为什么跟前面的分析得到的结果不相符呢？！问题在于我们不要忽略了后半部分，那里特别指明：这个被调用的方法必须是在超类中定义过的，也就是被子类覆盖的方法。B里面的show(B obj)在超类A中有定义吗？没有！那就更谈不上被覆盖了。实际上这句话隐藏了一条信息：它仍然是按照方法调用的优先级来确定的。它在类A中找到了show(A obj)，如果子类B没有覆盖show(A obj)方法，那么它就调用A的show(A obj)（由于B继承A，虽然没有覆盖这个方法，但从超类A那里继承了这个方法，从某种意义上说，还是由B确定调用的方法，只是方法是在A中实现而已）；现在子类B覆盖了show(A obj)，因此它最终锁定到B的show(A obj)。这就是那句话的意义所在。