深入Java核心 Java中多态的实现机制

发表于:2010-9-19 10:58

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 作者:zl198751(JavaEye博客    来源:51Testing软件测试网采编

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  强制多态也会发生在方法调用中。假设类Derived继承了类Base,类C 有一个方法,原型为m(Base),在下面的代码中,编译器隐式的将Derived类的对象derived转化为Base类的对象。这种隐式的转换使 m(Base)方法使用所有能转换成Base类的所有参数。

C c = new C();  
Derived derived = new Derived();  
c.m( derived );

  并且,隐式的强制转换,可以避免 类型转换的麻烦,减少编译错误。当然,编译器仍然会优先验证符合定义的对象类型。

  重载的多态

  重载 允许用相同的运算符或方法,去表示截然不同的意义。‘+’在上面的程序中有两个意思:两个double型的数相加;两个串相连。另外还有整型相加,长整 型,等等。这些运算符的重载,依赖于编译器根据上下文做出的选择。以往的编译器会把操作数隐式转换为完全符合操作符的类型。虽然Java明确支持重载,但 不支持用户定义的操作符重载。

  Java支持用户定义的函数重载。一个类中可以有相同名字的方法,这些方法可以有不同的意义。这些重载 的方法中,必须满足参数数目不同,相同位置上的参数类型不同。这些不同可以帮助编译器区分不同版本的方法。

  编译器以这种唯一表示的特 征来表示不同的方法,比用名字表示更为有效。据此,所有的多态行为都能编译通过。

  强制和重载的多态都被分类为特定的多态,因为这些多 态都是在特定的意义上的。这些被划入多态的特性给程序员带来了很大的方便。强制多态排除了麻烦的类型和编译错误。重载多态像一块糖,允许程序员用相同的名 字表示不同的方法,很方便。

  参数的多态

  参数多态允许把许多类型抽象成单一的表示。例如,List 抽象类中,描述了一组具有同样特征的对象,提供了一个通用的模板。你可以通过指定一种类型以重用这个抽象类。这些参数可以是任何用户定义的类型,大量的用 户可以使用这个抽象类,因此参数多态毫无疑问的成为最强大的多态。

  乍一看,上面抽象类好像是java.util.List的功能。然 而,Java实际上并不支持真正的安全类型风格的参数多态,这也是java.util.List和java.util的其他集合类是用原始的 java.lang.Object写的原因(参考我的文章"A Primordial Interface?" 以获得更多细节)。Java的单根继承方式解决了部分问题,但没有发挥出参数多态的全部功能。Eric Allen有一篇精彩的文章“Behold the Power of Parametric Polymorphism”,描述了Java通用类型的需求,并建议给Sun的Java规格需求#000014号文档"Add Generic Types to the Java Programming Language."(参考资源链接)

  包含的多态

  包含多态通过值的类型和集合的包含关系实现了多态的行为.在包括Java在内的众多面向对象语言中,包含关系是子类型的。所以,Java的包含多态是子 类型的多态。

  在早期,Java开发者们所提及的多态就特指子类型的多态。通过一种面向类型的观点,我们可以看到子类型多态的强大功 能。以下的文章中我们将仔细探讨这个问题。为简明起见,下文中的多态均指包含多态。

  面向类型观点

  图1的UML类图给出了类和类型的简单继承关系,以便于解释多 态机制。模型中包含5种类型,4个类和一个接口。虽然UML中称为类图,我把它看成类型图。如"Thanks Type and Gentle Class," 一文中所述,每个类和接口都是一种用户定义的类型。按独立实现的观点(如面向类型的观点),下图中的每个矩形代表一种类型。从实现方法看,四种类型运用了 类的结构,一种运用了接口的结构。

图1:示范代码的UML类图

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