chapter06多态性.

第六章多态性学习目标理解多态性的概念理解继承层次结构中对象间的关系区分抽象类与具体类抽象类和抽象方法的声明和使用接口的声明和实现final类和final方法嵌套类的概念和使用基本数据类型的包装类6.1多态性概念和实例封装性通过合并各种特征与行为，封装技术可创建出新的数据类型。通过对具体实施细节的隐藏，可将接口与实施细节分离，使所有细节成为“private”（私有）。继承可将一个对象当作它自己的类型或者它自己的基础类型对待。6.1多态性概念和实例多态性（Polymorphism）在超类中定义的属性或行为，被子类继承之后，可以具有不同的数据类型或表现出不同的行为。这使得同一个属性或行为在超类及其各个子类中具有不同的语义。6.1多态性概念和实例对象既能以其自身类型的形式被使用，又能被视为其基础类型而被使用。这称为向上转型。classNote{privateintvalue;privateNote(intval){value=val;}publicstaticfinalNotemiddleC=newNote(0),cSharp=newNote(1),cFlat=newNote(2);}//Etc.classInstrument{publicvoidplay(Noten){System.out.println(Instrument.play());}}classWindextendsInstrument{//Redefineinterfacemethod:publicvoidplay(Noten){System.out.println(Wind.play());}}publicclassMusic{publicstaticvoidtune(Instrumenti){i.play(Note.middleC);}publicstaticvoidmain(String[]args){Windflute=newWind();tune(flute);//Upcasting}}///:~6.1多态性概念和实例其中，方法Music.tune()接收一个Instrument引用，同时也接收从Instrument衍生出来的所有东西。当一个Wind引用传递给tune()的时候，就会出现这种情况。此时没有造型的必要。这样做是可以接受的；Instrument里的接口必须存在于Wind中，因为Wind是从Instrument里继承得到的。。6.1多态性概念和实例为什么要上溯造型这个程序看起来也许显得有些奇怪。为什么所有人都应该有意忘记一个对象的类型呢？进行上溯造型时，就可能产生这方面的疑惑。而且如果让tune()简单地取得一个Wind句柄，将其作为自己的自变量使用，似乎会更加简单、直观得多。但要注意：假如那样做，就需为系统内Instrument的每种类型写一个全新的tune()。假设按照前面的推论，加入Stringed（弦乐）和Brass（铜管）这两种Instrument（乐器）多态：以基本类型视之（函数调用）绑定方法将一个方法调用同一个方法主体连接到一起就称为“绑定”（Binding）。若在程序运行以前执行绑定（由编译器和链接程序，如果有的话），就叫作“早期绑定”。大家以前或许从未听说过这个术语，因为它在任何程序化语言里都是不可能的。C编译器只有一种方法调用，那就是“早期绑定”。上述程序最令人迷惑不解的地方全与早期绑定有关，因为在只有一个Instrument句柄的前提下，编译器不知道具体该调用哪个方法。解决的方法就是“后期绑定”，它意味着绑定在运行期间进行，以对象的类型为基础。后期绑定也叫作“动态绑定”或“运行期绑定”。（函数调用）绑定方法若一种语言实现了后期绑定，同时必须提供一些机制，可在运行期间判断对象的类型，并分别调用适当的方法。也就是说，编译器此时依然不知道对象的类型，但方法调用机制能自己去调查，找到正确的方法主体。不同的语言对后期绑定的实现方法是有所区别的。但我们至少可以这样认为：它们都要在对象中安插某些特殊类型的信息。。（函数调用）绑定方法Java中绑定的所有方法都采用后期绑定技术，除非一个方法已被声明成final。这意味着我们通常不必决定是否应进行后期绑定——它是自动发生的。为什么要把一个方法声明成final呢？正如上一章指出的那样，它能防止其他人覆盖那个方法。但也许更重要的一点是，它可有效地“关闭”动态绑定，或者告诉编译器不需要进行动态绑定。这样一来，编译器就可为final方法调用生成效率更高的代码。（函数调用）绑定方法（函数调用）绑定方法上溯造型可用下面这个语句简单地表现出来：Shapes=newCircle();在这里，我们创建了Circle对象，并将结果句柄立即赋给一个Shape。这表面看起来似乎属于错误操作（将一种类型分配给另一个），但实际是完全可行的——因为按照继承关系，Circle属于Shape的一种。因此编译器认可上述语句，不会向我们提示一条出错消息。当我们调用其中一个基础类方法时（已在衍生类里覆盖）：s.draw();同样地，大家也许认为会调用Shape的draw()，因为这毕竟是一个Shape句柄。那么编译器怎样才能知道该做其他任何事情呢？但此时实际调用的是Circle.draw()，因为后期绑定已经介入（多形性）。6.2继承层次结构中对象间的关系继承层次结构中的子类对象可以视为超类的对象，这样就可以将子类对象赋给超类变量。然而，超类对象并不是其任何子类的对象，即不能将超类对象赋给子类引用。6.2继承层次结构中对象间的关系（续）例如:Point3point=newPoint3(30,50);Circle4circle=newCircle4(120,89,2.7);Point3pointRef=circle;（允许）Point3pointRef=newCircle4(120,12,0)（允许）pointRef.toString();//callCircle4.toString();pointRef=point;pointRef.toString()//callPoint.toString();Circlecircle=point;//不允许，编译出错Circle4Point3与引用变量指向的对象相关强制类型转换下列语句组是将point对象强制转换成Circle对象，circle.getX()语句是正确的，而circle.getRadius()语句在运行时会产生错误。因为circle引用指向的point对象根本无getRadius方法。Point3point=newPoint3(30,50);Circlecircle=(Circle)point;circle.getX();circle.getRadius();//run-timeerror例6-1中的例子举例说明了继承层次结构中对象间的关系。6.2继承层次结构中对象间的关系（续）例6-2超类对象的引用赋给一个子类类型的变量//HierarchyRelationshipTest2.javapublicclassHierarchyRelationshipTest2{publicstaticvoidmain(String[]args){Point3point=newPoint3(30,50);Circle3circle;circle=point;//超类对象的引用赋给一个子类类型的变量，是不允许的。}}6.3抽象类和抽象方法6.3.1抽象类和具体类的概念6.3.2抽象方法的声明6.3.3抽象类的声明6.3.4抽象类程序设计的举例6.3.1抽象类和具体类的概念抽象类:每个抽象类中至少包含一个抽象方法。抽象类只能作为继承层次结构中的超类，所以这些类称为抽象超类。不能实例化抽象类的对象。抽象类的目的是提供一个合适的超类，以派生其他类。具体类:用于实例化对象的类。这种类实现它们声明的所有方法。抽象超类是一般类，它们仅仅指定子类的共同点，并不创建出真实的对象。例如，如果我们要“绘制形状”，那我们将绘制什么形状呢？具体类为实例化对象提供了合理的细节。6.3.2抽象方法的声明用关键字abstract声明抽象方法：publicabstractvoiddraw();抽象方法并不提供实现。包含抽象方法的类必须声明为抽象类。抽象超类的所有具体子类都必须为超类的抽象方法提供具体实现。6.3.3抽象类的声明使用关键字abstract声明抽象类。形如：publicabstractclassShape{….}抽象类通常包含一个或多个抽象方法(静态方法不能为抽象方法）。抽象超类不能实例化。但可以使用抽象超类来声明引用变量，用以保存抽象类所派生的任何具体类的对象。程序通常使用这种变量来多态地操作子类对象。6.3.4抽象类程序设计的举例•例6-3抽象类的程序设计示例该例子所使用到的类的层次结构如图6-1所示。类的层次以抽象超类Shape为开始，派生出Point类，然后由Point类派生出Circle类，再由Circle类派生出Cylinder类。其中Shape以斜体字出现表示它是抽象类。图6-1Shape类的层次结构6.4接口的声明和实现6.4.1接口的概念6.4.2接口的声明6.4.3接口的实现6.4.4接口的程序设计举例6.4.1接口的概念接口:用于声明一组类的公共操作的接口。接口由常量和一组抽象方法组成。接口中不包括变量和有具体实现的方法。接口只是声明了功能是什么(方法头),而并没有定义如何实现这个功能，功能的实现(即方法体)是在继承这个接口的各个子类中完成的.接口支持多重继承，在Java中，通常把对接口功能的继承称为“实现（implement）”。接口与抽象类到底有什么区别:（1）接口不能实现任何方法，而抽象类可以。（2）类可以实现许多接口，但只有一个父类。（3）接口不是类分级结构的一部分，没有联系的类可以实现相同的接口。6.4.1接口的概念（续）6.4.2接口的声明定义接口的一般格式如下：[public]interface接口名[extends父接口名列表]{//常量声明[public][final][static]类型变量名=常量值；//抽象方法声明[public][abstract]返回类型方法名（参数列表）；}接口支持多重继承:接口的定义举例：6.4.2接口的声明（续）publicinterfaceStockWatcher{finalStringsunTicker=SUNW;finalStringoracleTicker=ORCL;finalStringciscoTicker=CSCO;voidvalueChanged(StringtickerSymbol,doublenewValue);}publicinterfaceShape{publicfinalstaticdoublePI=3.1416;publicabstractvoiddraw(Graphicsg);}6.4.3接口的实现为了使用接口，要编写实现接口的类。如果一个类实现一个接口，且实现接口中声明的所有方法时,那么这个类才是具体的类，否则它还是一个抽象的类。具体的类才能用来定义对象，抽象的类是不能实例化的。为了声明一个类来实现一个接口，在类的声明中要包括一条implements语句。一个类可以实现多个接口，因此可以在implements后面列出由类实现的接口系列，这些接口以逗号分隔。classClassNameextendsParentClassimplementsinterface1,interface2{…//接口中方法的实现}6.4.4接口的程序设计举例下面举例说明接口的使用。该例子中各类之间的层次关系如图6-1，仅仅区别在于用接口Shape替代了抽象超类Shape。例6-4接口程序设计示例publicinterfaceShape{//声明了Shape接口publicdoublegetArea();//声明getAre