0001_为什么使用多态

Posted 2023-04-22 史前蓝熊

为什么使用多态

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让我们用一点代码来说明问题，假设代码中有三个class: 自行车(Bicycle)、汽车(Car)和卡车(Truck)，这三个class分别有这样三个实现：Ride()、Run()、Launch()，实际上都是让它们发动起来，如果没有多态的话我们该怎样开动它们呢？(注意这里没有采用特定语言，因为多态是一个通用的概念)

// 实现
Bicycle bicyle = new Bicycle();
Car car = new Car();
Truck truck = new Truck();

// 使用部分
bicyle.Ride();
car.Run();
truck.Launch();

注意，以上代码包含了两部分：
一部分是类的实现；
另一部分是类的使用，意识到这一点对于理解多态非常关键。

现在我们已经知道了使用类的代码包含两部分，在这样的代码实现中如果Bicyle的接口修改了，那么使用部分的代码同样需要修改，这是程序员所不想看到的。如果有多态会怎样呢？

实际上自行车(Bicycle)、汽车(Car)和卡车(Truck)都是交通工具(Vehicle)，把它们发动起来都是让它们Run起来，因此，如果有多态的话我们可以这样写代码：

// 实现部分
List<Vehicle> vehicles =   new Bicycle(),
                            new Car(),
                            new Truck()  ;
// 使用部分
for (v : vechicles)
  v.Run();

怎么样，代码是不是一下就简洁多了，最棒的是不管实现部分代码怎么改动都不会影响到使用部分的代码，实际上你可以往vehicles中增加任意多对象都不会影响到使用部分，这就是设计模式当中所谓的"只针对抽象编程，而不是针对实现编程"。

因此我们可以看到，尽管自行车、汽车、卡车是不同的东西，但是当我们将其抽象为交通工具后就可以一视同仁的对待它们，这就是多态。

现在你应该理解什么是多态以及为什么需要多态了吧。

当然为了实现多态，类的定义要稍稍改动一下：

class Vehicle        // 新增抽象类
    void Run() 


class Bicycle: Vehicle 
    void Run() ...... // Ride修改为Run

class Car: Vehicle
    voie Run() ...... // 无需改动


class Truck: Vehicle 
    void Run() ......  // Launch修改为Run

实际上如果你仔细想想的话整数和浮点数就是一种多态，因为你可以把一个整数和一个浮点数相加，也就是以相同的方式使用它们，尽管整数和浮点数是两个不同的数据类型。

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总结：

多态可以让程序员针对抽象而不是具体实现来编程，这样的代码会有更好的可扩展性。

当然为了使用多态你需要进行抽象，也就是定义一个接口让不同的对象去实现，这样从这个接口的角度看各个对象就一样了，因此可以以一致的方式来使用这些不同类型的对象，这就是多态的威力。

解释来源：https://zhuanlan.zhihu.com/p/191617344

Java oop第05章_多态接口

一、    为什么需要接口？
　　Java中当一个类继承父类时，最多也只能继承一个父类，扩展性会受到一定的限制，为了弥补这一缺陷，Java又提供了一种新的引用数据类型分类，叫接口。
    一个类只能继承一个父类，但可以实现多个接口。

二、    接口的定义和使用：
　　1.    定义接口：使用interface关键字。
　　2.    实现接口：在一个抽象类或实现类中可以通过implements关键字。

三、    接口的注意事项：
　　1.    接口是比抽象类更加抽象的“类”，接口中所有的方法都是抽象方法（不管是否使用abstract关键字修饰）。
　　2.    一个类若继承了一个抽象类或实现接口，该类有两种选择，要么将自己声明为抽象类（可以不用实现父类或接口中的抽象方法），
　　　　　　要么实现父类中或接口中的所有抽象方法。
　　3.    抽象类和接口都是不能被实例化的，即不能创建抽象类和接口的对象。
　　4.    接口当中的成员变量（属性、字段）必须是静态常量，且要使用public修饰，同时要赋值。
　　　　　　public static final String name = "";
　　5.    接口不能再去实现（implements）其他接口，但可以使用extends关键字去继承接口，且可以继承多个接口
　　6.    抽象类中可以写构造方法，但接口中不能编写构造方法

四、    使用接口的好处：
　　1、    可以达到多“继承”的效果，针对Java是单继承的缺陷进行补充，让Java代码的扩展性更好。
　　2、    使用接口后可以达到设计（在接口中定义属性和方法）和实现（实现接口中的方法）分离，更利于团队协同开发；
　　　　　　设计可能是一个公司或组织在完成，而实现是其他更多的公司或组织来完成。
　　3、    JDBC、Java web都是先在接口中定义属性和方法，各个数据库厂商实现jdbc的接口、抽象类中定义的抽象方法；
　　　　　　Java web的实现接口（如：tomcat）实现Java web接口、抽象类中定义的抽象方法。
　　　　
　　4、    更自然的实现多态。
　　5、    调用者可以不用关心方法实现的细节，只需要知道调用方法时注意的问题即可
　　　　　　（a、是否需要传递参数，若需要是什么类型的参数；b、方法执行完是否有返回值，若有是什么类型的值；c、观察该方法是在哪个接口、抽象类、实现类定义的）

五、    什么是多态？
　　一个父类型（接口、抽象类、实现类）的引用可以指向多个子类的对象（实例、引用），称为多态。

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/**
 * 定义了一个接口：接口会提供一些属性和方法
 *
 */
public interface Usb{
    public static final String name = "";
    
    /**
     * 接口中的方法都是抽象方法，加不加abstract关键字都可以
     * 使用的方法
     */
    public void use();
    
    /**
     * 显示信息的方法
     * @param name：显示的名称
     */
    public void view(String name);
    
    /**
     * 打印输出的方法。
     */
    public void print();
    
    
}

/**
 * 定义一个类：去实现Usb接口
 *    一个类若继承了一个抽象类或实现接口，该类有两种选择，要么将自己声明为抽象类（可以不用实现父类或接口中的抽象方法），
 *    要么实现父类中或接口中的所有抽象方法。
 */
public class UsbMouse implements Usb {

    @Override
    public void use() {
        System.out.println("USB Mouse的use()方法中输出的内容");
    }

    @Override
    public void view(String name) {
        System.out.println("USB Mouse的view()方法中输出的内容");
    }

    @Override
    public void print() {
        System.out.println("USB Mouse的print()方法中输出的内容");
    }

}

/**
 * 定义一个类：去实现Usb接口
 */

public class UsbFan implements Usb {

    @Override
    public void use() {
        System.out.println("USB Fan的use()方法中输出的内容");

    }

    @Override
    public void view(String name) {
        System.out.println("USB Fan的view()方法中输出的内容");
    }

    @Override
    public void print() {
        System.out.println("USB Fan的print()方法中输出的内容");

    }

}

 

public class UsbTest {
    public static void main(String[] args) {
        //一个父类型的引用可以指向多个子类的对象（实例、引用），称为多态。
        Usb usb = new UsbMouse();
        Usb usbfan = new UsbFan();
        usb.use();
        usbfan.use();
    }
}