Java三大特性

面向?qū)ο缶幊逃腥筇匦裕悍庋b、繼承、多態(tài)。

封裝隱藏了類的內(nèi)部實(shí)現(xiàn)機(jī)制，可以在不影響使用的情況下改變類的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，同時(shí)也保護(hù)了數(shù)據(jù)。對(duì)外界而已它的內(nèi)部細(xì)節(jié)是隱藏的，暴露給外界的只是它的訪問(wèn)方法。

繼承是為了重用父類代碼。兩個(gè)類若存在IS-A的關(guān)系就可以使用繼承。，同時(shí)繼承也為實(shí)現(xiàn)多態(tài)做了鋪墊。那么什么是多態(tài)呢？多態(tài)的實(shí)現(xiàn)機(jī)制又是什么？請(qǐng)看我一一為你揭開(kāi)：

所謂多態(tài)就是指程序中定義的引用變量所指向的具體類型和通過(guò)該引用變量發(fā)出的方法調(diào)用在編程時(shí)并不確定，而是在程序運(yùn)行期間才確定，即一個(gè)引用變量倒底會(huì)指向哪個(gè)類的實(shí)例對(duì)象，該引用變量發(fā)出的方法調(diào)用到底是哪個(gè)類中實(shí)現(xiàn)的方法，必須在由程序運(yùn)行期間才能決定。因?yàn)樵诔绦蜻\(yùn)行時(shí)才確定具體的類，這樣，不用修改源程序代碼，就可以讓引用變量綁定到各種不同的類實(shí)現(xiàn)上，從而導(dǎo)致該引用調(diào)用的具體方法隨之改變，即不修改程序代碼就可以改變程序運(yùn)行時(shí)所綁定的具體代碼，讓程序可以選擇多個(gè)運(yùn)行狀態(tài)，這就是多態(tài)性。

比如你是一個(gè)酒神，對(duì)酒情有獨(dú)鐘。某日回家發(fā)現(xiàn)桌上有幾個(gè)杯子里面都裝了白酒，從外面看我們是不可能知道這是些什么酒，只有喝了之后才能夠猜出來(lái)是何種酒。你一喝，這是劍南春、再喝這是五糧液、再喝這是酒鬼酒….在這里我們可以描述成如下：

酒 a = 劍南春

酒 b = 五糧液

酒 c = 酒鬼酒

…

這里所表現(xiàn)的的就是多態(tài)。劍南春、五糧液、酒鬼酒都是酒的子類，我們只是通過(guò)酒這一個(gè)父類就能夠引用不同的子類，這就是多態(tài)——我們只有在運(yùn)行的時(shí)候才會(huì)知道引用變量所指向的具體實(shí)例對(duì)象。

誠(chéng)然，要理解多態(tài)我們就必須要明白什么是“向上轉(zhuǎn)型”。在繼承中我們簡(jiǎn)單介紹了向上轉(zhuǎn)型，這里就在啰嗦下：在上面的喝酒例子中，酒（Win）是父類，劍南春（JNC）、五糧液（WLY）、酒鬼酒（JGJ）是子類。我們定義如下代碼：

JNC a = new  JNC();

對(duì)于這個(gè)代碼我們非常容易理解無(wú)非就是實(shí)例化了一個(gè)劍南春的對(duì)象嘛！但是這樣呢？

Wine a = new JNC();

在這里我們這樣理解，這里定義了一個(gè)Wine 類型的a，它指向JNC對(duì)象實(shí)例。由于JNC是繼承與Wine，所以JNC可以自動(dòng)向上轉(zhuǎn)型為Wine，所以a是可以指向JNC實(shí)例對(duì)象的。這樣做存在一個(gè)非常大的好處，在繼承中我們知道子類是父類的擴(kuò)展，它可以提供比父類更加強(qiáng)大的功能，如果我們定義了一個(gè)指向子類的父類引用類型，那么它除了能夠引用父類的共性外，還可以使用子類強(qiáng)大的功能。

但是向上轉(zhuǎn)型存在一些缺憾，那就是它必定會(huì)導(dǎo)致一些方法和屬性的丟失，而導(dǎo)致我們不能夠獲取它們。所以父類類型的引用可以調(diào)用父類中定義的所有屬性和方法，對(duì)于只存在與子類中的方法和屬性它就望塵莫及了---1。

public class Wine {
 public void fun1(){
  System.out.println("Wine 的Fun.....");
  fun2();
 }
 
 public void fun2(){
  System.out.println("Wine 的Fun2...");
 }
}

public class JNC extends Wine{
 /**
  * @desc 子類重載父類方法
  *  父類中不存在該方法，向上轉(zhuǎn)型后，父類是不能引用該方法的
  * @param a
  * @return void
  */
 public void fun1(String a){
  System.out.println("JNC 的 Fun1...");
  fun2();
 }
 
 /**
  * 子類重寫父類方法
  * 指向子類的父類引用調(diào)用fun2時(shí)，必定是調(diào)用該方法
  */
 public void fun2(){
  System.out.println("JNC 的Fun2...");
 }
}

public class Test {
 public static void main(String[] args) {
  Wine a = new JNC();
  a.fun1();
 }
}
-------------------------------------------------
Output:
Wine 的Fun.....
JNC 的Fun2...

從程序的運(yùn)行結(jié)果中我們發(fā)現(xiàn)，a.fun1()首先是運(yùn)行父類Wine中的fun1() .然后再運(yùn)行子類JNC中的fun2() 。

分析：在這個(gè)程序中子類JNC重載了父類Wine的方法fun1() ，重寫fun2() ，而且重載后的fun1(String a)與 fun1()不是同一個(gè)方法，由于父類中沒(méi)有該方法，向上轉(zhuǎn)型后會(huì)丟失該方法，所以執(zhí)行JNC的Wine類型引用是不能引用fun1(String a)方法。而子類JNC重寫了fun2() ，那么指向JNC的Wine引用會(huì)調(diào)用JNC中fun2()方法。

所以對(duì)于多態(tài)我們可以總結(jié)如下：

指向子類的父類引用由于向上轉(zhuǎn)型了，它只能訪問(wèn)父類中擁有的方法和屬性，而對(duì)于子類中存在而父類中不存在的方法，該引用是不能使用的，盡管是重載該方法。若子類重寫了父類中的某些方法，在調(diào)用該些方法的時(shí)候，必定是使用子類中定義的這些方法（動(dòng)態(tài)連接、動(dòng)態(tài)調(diào)用）。

對(duì)于面向?qū)ο蠖?，多態(tài)分為編譯時(shí)多態(tài)和運(yùn)行時(shí)多態(tài)。其中編輯時(shí)多態(tài)是靜態(tài)的，主要是指方法的重載，它是根據(jù)參數(shù)列表的不同來(lái)區(qū)分不同的函數(shù)，通過(guò)編輯之后會(huì)變成兩個(gè)不同的函數(shù)，在運(yùn)行時(shí)談不上多態(tài)。而運(yùn)行時(shí)多態(tài)是動(dòng)態(tài)的，它是通過(guò)動(dòng)態(tài)綁定來(lái)實(shí)現(xiàn)的，也就是我們所說(shuō)的多態(tài)性。

多態(tài)的實(shí)現(xiàn)

2.1實(shí)現(xiàn)條件

在剛剛開(kāi)始就提到了繼承在為多態(tài)的實(shí)現(xiàn)做了準(zhǔn)備。子類Child繼承父類Father，我們可以編寫一個(gè)指向子類的父類類型引用，該引用既可以處理父類Father對(duì)象，也可以處理子類Child對(duì)象，當(dāng)相同的消息發(fā)送給子類或者父類對(duì)象時(shí)，該對(duì)象就會(huì)根據(jù)自己所屬的引用而執(zhí)行不同的行為，這就是多態(tài)。即多態(tài)性就是相同的消息使得不同的類做出不同的響應(yīng)。

Java實(shí)現(xiàn)多態(tài)有三個(gè)必要條件：繼承、重寫、向上轉(zhuǎn)型。

      繼承：在多態(tài)中必須存在有繼承關(guān)系的子類和父類。

      重寫：子類對(duì)父類中某些方法進(jìn)行重新定義，在調(diào)用這些方法時(shí)就會(huì)調(diào)用子類的方法。

      向上轉(zhuǎn)型：在多態(tài)中需要將子類的引用賦給父類對(duì)象，只有這樣該引用才能夠具備技能調(diào)用父類的方法和子類的方法。

只有滿足了上述三個(gè)條件，我們才能夠在同一個(gè)繼承結(jié)構(gòu)中使用統(tǒng)一的邏輯實(shí)現(xiàn)代碼處理不同的對(duì)象，從而達(dá)到執(zhí)行不同的行為。

對(duì)于Java而言，它多態(tài)的實(shí)現(xiàn)機(jī)制遵循一個(gè)原則：當(dāng)超類對(duì)象引用變量引用子類對(duì)象時(shí)，被引用對(duì)象的類型而不是引用變量的類型決定了調(diào)用誰(shuí)的成員方法，但是這個(gè)被調(diào)用的方法必須是在超類中定義過(guò)的，也就是說(shuō)被子類覆蓋的方法。

2.2實(shí)現(xiàn)形式

在Java中有兩種形式可以實(shí)現(xiàn)多態(tài)。繼承和接口。

2.2.1、基于繼承實(shí)現(xiàn)的多態(tài)

基于繼承的實(shí)現(xiàn)機(jī)制主要表現(xiàn)在父類和繼承該父類的一個(gè)或多個(gè)子類對(duì)某些方法的重寫，多個(gè)子類對(duì)同一方法的重寫可以表現(xiàn)出不同的行為。

public class Wine {
 private String name;
 
 public String getName() {
  return name;
 }

 public void setName(String name) {
  this.name = name;
 }

 public Wine(){
 }
 
 public String drink(){
  return "喝的是 " + getName();
 }
 
 /**
  * 重寫toString()
  */
 public String toString(){
  return null;
 }
}

public class JNC extends Wine{
 public JNC(){
  setName("JNC");
 }
 
 /**
  * 重寫父類方法，實(shí)現(xiàn)多態(tài)
  */
 public String drink(){
  return "喝的是 " + getName();
 }
 
 /**
  * 重寫toString()
  */
 public String toString(){
  return "Wine : " + getName();
 }
}

public class JGJ extends Wine{
 public JGJ(){
  setName("JGJ");
 }
 
 /**
  * 重寫父類方法，實(shí)現(xiàn)多態(tài)
  */
 public String drink(){
  return "喝的是 " + getName();
 }
 
 /**
  * 重寫toString()
  */
 public String toString(){
  return "Wine : " + getName();
 }
}

public class Test {
 public static void main(String[] args) {
  //定義父類數(shù)組
  Wine[] wines = new Wine[2];
  //定義兩個(gè)子類
  JNC jnc = new JNC();
  JGJ jgj = new JGJ();
  
  //父類引用子類對(duì)象
  wines[0] = jnc;
  wines[1] = jgj;
  
  for(int i = 0 ; i < 2 ; i++){
   System.out.println(wines[i].toString() + "--" + wines[i].drink());
  }
  System.out.println("-------------------------------");

 }
}
OUTPUT:
Wine : JNC--喝的是 JNC
Wine : JGJ--喝的是 JGJ
-------------------------------

在上面的代碼中JNC、JGJ繼承Wine，并且重寫了drink() 、toString()方法，程序運(yùn)行結(jié)果是調(diào)用子類中方法，輸出JNC、JGJ的名稱，這就是多態(tài)的表現(xiàn)。不同的對(duì)象可以執(zhí)行相同的行為，但是他們都需要通過(guò)自己的實(shí)現(xiàn)方式來(lái)執(zhí)行，這就要得益于向上轉(zhuǎn)型了。

我們都知道所有的類都繼承自超類Object，toString()方法也是Object中方法，當(dāng)我們這樣寫時(shí)：

Object o = new JGJ();

  System.out.println(o.toString());

 輸出的結(jié)果是Wine : JGJ。

Object、Wine、JGJ三者繼承鏈關(guān)系是：JGJ—>Wine—>Object。所以我們可以這樣說(shuō)：當(dāng)子類重寫父類的方法被調(diào)用時(shí)，只有對(duì)象繼承鏈中的最末端的方法才會(huì)被調(diào)用。

但是注意如果這樣寫：

Object o = new Wine();

System.out.println(o.toString());

輸出的結(jié)果應(yīng)該是Null，因?yàn)镴GJ并不存在于該對(duì)象繼承鏈中。

所以基于繼承實(shí)現(xiàn)的多態(tài)可以總結(jié)如下：對(duì)于引用子類的父類類型，在處理該引用時(shí)，它適用于繼承該父類的所有子類，子類對(duì)象的不同，對(duì)方法的實(shí)現(xiàn)也就不同，執(zhí)行相同動(dòng)作產(chǎn)生的行為也就不同。

如果父類是抽象類，那么子類必須要實(shí)現(xiàn)父類中所有的抽象方法，這樣該父類所有的子類一定存在統(tǒng)一的對(duì)外接口，但其內(nèi)部的具體實(shí)現(xiàn)可以各異。這樣我們就可以使用頂層類提供的統(tǒng)一接口來(lái)處理該層次的方法。

2.2.2、基于接口實(shí)現(xiàn)的多態(tài)

繼承是通過(guò)重寫父類的同一方法的幾個(gè)不同子類來(lái)體現(xiàn)的，那么就可就是通過(guò)實(shí)現(xiàn)接口并覆蓋接口中同一方法的幾不同的類體現(xiàn)的。

在接口的多態(tài)中，指向接口的引用必須是指定這實(shí)現(xiàn)了該接口的一個(gè)類的實(shí)例程序，在運(yùn)行時(shí)，根據(jù)對(duì)象引用的實(shí)際類型來(lái)執(zhí)行對(duì)應(yīng)的方法。

繼承都是單繼承，只能為一組相關(guān)的類提供一致的服務(wù)接口。但是接口可以是多繼承多實(shí)現(xiàn)，它能夠利用一組相關(guān)或者不相關(guān)的接口進(jìn)行組合與擴(kuò)充，能夠?qū)ν馓峁┮恢碌姆?wù)接口。所以它相對(duì)于繼承來(lái)說(shuō)有更好的靈活性。

三、經(jīng)典實(shí)例。

通過(guò)上面的講述，可以說(shuō)是對(duì)多態(tài)有了一定的了解?，F(xiàn)在趁熱打鐵，看一個(gè)實(shí)例。該實(shí)例是有關(guān)多態(tài)的經(jīng)典例子，摘自：http://blog.csdn.net/thinkGhoster/archive/2008/04/19/2307001.aspx。

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

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

}

public class B extends A{
 public String show(B obj){
  return ("B and B");
 }
 
 public String show(A obj){
  return ("B and A");
 } 
}

public class C extends B{

}

public class D extends B{

}

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("1--" + a1.show(b));
  System.out.println("2--" + a1.show(c));
  System.out.println("3--" + a1.show(d));
  System.out.println("4--" + a2.show(b));
  System.out.println("5--" + a2.show(c));
  System.out.println("6--" + a2.show(d));
  System.out.println("7--" + b.show(b));
  System.out.println("8--" + b.show(c));
  System.out.println("9--" + b.show(d));  
 }
}

運(yùn)行結(jié)果：

1--A and A
2--A and A
3--A and D
4--B and A
5--B and A
6--A and D
7--B and B
8--B and B
9--A and D

在這里看結(jié)果1、2、3還好理解，從4開(kāi)始就開(kāi)始糊涂了，對(duì)于4來(lái)說(shuō)為什么輸出不是“B and B”呢？

首先我們先看一句話：當(dāng)超類對(duì)象引用變量引用子類對(duì)象時(shí)，被引用對(duì)象的類型而不是引用變量的類型決定了調(diào)用誰(shuí)的成員方法，但是這個(gè)被調(diào)用的方法必須是在超類中定義過(guò)的，也就是說(shuō)被子類覆蓋的方法。這句話對(duì)多態(tài)進(jìn)行了一個(gè)概括。其實(shí)在繼承鏈中對(duì)象方法的調(diào)用存在一個(gè)優(yōu)先級(jí)：this.show(O) 、super.show(O) 、this.show((super)O) 、super.show((super)O) 。

分析：

從上面的程序中我們可以看出A、B、C、D存在如下關(guān)系。

首先我們分析5，a2.show(c) ，a2是A類型的引用變量，所以this就代表了A，a2.show(c) ,它在A類中找發(fā)現(xiàn)沒(méi)有找到，于是到A的超類中找(super)，由于A沒(méi)有超類（Object除外），所以跳到第三級(jí)，也就是this.show((super)O) ，C的超類有B、A，所以(super)O為B、A，this同樣是A，這里在A中找到了show(A obj) ，同時(shí)由于a2是B類的一個(gè)引用且B類重寫了show(A obj) ，因此最終會(huì)調(diào)用子類B類的show(A obj)方法，結(jié)果也就是B and A。

按照同樣的方法我也可以確認(rèn)其他的答案。

方法已經(jīng)找到了但是我們這里還是存在一點(diǎn)疑問(wèn)，我們還是來(lái)看這句話：當(dāng)超類對(duì)象引用變量引用子類對(duì)象時(shí)，被引用對(duì)象的類型而不是引用變量的類型決定了調(diào)用誰(shuí)的成員方法，但是這個(gè)被調(diào)用的方法必須是在超類中定義過(guò)的，也就是說(shuō)被子類覆蓋的方法。這我們用一個(gè)例子來(lái)說(shuō)明這句話所代表的含義：a2.show(b) ；

這里a2是引用變量，為A類型，它引用的是B對(duì)象，因此按照上面那句話的意思是說(shuō)有B來(lái)決定調(diào)用誰(shuí)的方法,所以a2.show(b)應(yīng)該要調(diào)用B中的show(B obj) ，產(chǎn)生的結(jié)果應(yīng)該是“B and B”，但是為什么會(huì)與前面的運(yùn)行結(jié)果產(chǎn)生差異呢？這里我們忽略了后面那句話“但是這兒被調(diào)用的方法必須是在超類中定義過(guò)的”，那么show(B obj)在A類中存在嗎？根本就不存在！所以這句話在這里不適用？那么難道是這句話錯(cuò)誤了？非也！其實(shí)這句話還隱含這這句話：它仍然要按照繼承鏈中調(diào)用方法的優(yōu)先級(jí)來(lái)確認(rèn)。所以它才會(huì)在A類中找到show(A obj) ，同時(shí)由于B重寫了該方法所以才會(huì)調(diào)用B類中的方法，否則就會(huì)調(diào)用A類中的方法。

所以多態(tài)機(jī)制遵循的原則概括為：當(dāng)超類對(duì)象引用變量引用子類對(duì)象時(shí)，被引用對(duì)象的類型而不是引用變量的類型決定了調(diào)用誰(shuí)的成員方法，但是這個(gè)被調(diào)用的方法必須是在超類中定義過(guò)的，也就是說(shuō)被子類覆蓋的方法，但是它仍然要根據(jù)繼承鏈中方法調(diào)用的優(yōu)先級(jí)來(lái)確認(rèn)方法，該優(yōu)先級(jí)為：this.show(O) 、super.show(O) 、this.show((super)O) 、super.show((super)O) 。

總結(jié)

以上就是這篇文章的全部?jī)?nèi)容了，希望本文的內(nèi)容對(duì)大家的學(xué)習(xí)或者工作能帶來(lái)一定的幫助，如果有疑問(wèn)大家可以留言交流。