通过实例说明Java中的多态

Java中的多态允许父类指针指向子类实例。如：Father obj=new Child();（其中Child是Father的子类）。这样就产生了一个问题——

使用这个父类型的指针访问类的属性或方法时，如果父类和子类都有这个名称的属性或方法，哪一个属性或方法会被调用呢？

最好的办法是实验：

class Father
{
    int r;
    Father()
    {
        r=4;
    }
    void printname()
    {
        System.out.println("I'm father");
    }
}
class Child extends Father
{
    int r;
    Child()
    {
        r=5;
    }
    void printname()
    {
        System.out.println("I'm Child");
    }
}
public class Test
{
    public static void main(String[] args)
    {
        Father obj=new Child();
        System.out.println(obj.r);
        obj.printname();
    }
}

结果输出：

4
I'm Child

实验证明。属性会访问父类的。方法会访问子类的。

支持将Child型的实例放在Father型的变量里，这就是多态了。

不要以为Father obj=new Child();这条语句一定会让obj.printname()指向Chlid定义的printname()。实际上，如果你把Father类中的printname()方法删除，这个程序将编译失败。因为Father中的并没有定义printname()这个函数。多态是晚绑定*(见本文最后的资料)的，在Father obj=new Child();这个语句中，如果Father中没有printname()这个函数，就不会为obj建立一个用于调用printname()函数的指针。所以调用obj.printname()会出错。如果Father中有这个函数。指向printname()函数的指针会被创建。在调用obj.printname()时，不会出错，而且，因为obj指向的是new Child()，是个Chld类的实例。所以调用obj.printname()时调用了Child类中定义的printname()。这就是方法的动态绑定。

那么，刚才说到把Father类中的printname()方法删掉后，obj将无法调用Child类中的printname()，因为obj.printname()会编译失败。那么如果我就是需要调用要怎么办呢？其实虽然obj是Father类型的，但是它指向的是一个Child类的实例。那么可以将obj强制类型转换为Child。再调用printname()方法就可以了。

在上面程序中，把Father类中的printname()方法整个删掉，再将obj.printname() 改成 ((Child)obj).printname()后，编译成功，结果输出：

4
I'm Child

两次输出的结果都是I'm Child。

那么如何可以运行Child类中的printname()来输出“I'm Father”呢？

其实只需要将Father obj=new Child();改成Father obj=new Father();就可以了，呵呵。另一个办法就是将Child类中定义的printname()整个删掉。为什么这样可以成功呢？自己想想，嘿嘿。最后会有个这样的思考题。



看到这儿你可能早就想问了：

为什么obj.r是4？为什么不是5？

呵呵。其实很简单。Java中的多态仅为方法而言，成员变量还是使用的父类的成员变量。也就是说，因为“Father obj =……”，所以obj是Father类型的，所以obj里面的r是Father里面的r，所以输出obj.r就是4了。

你又想问：

那么5去哪了？new Child()的时候，不是会把5放到Child的r中吗？

实际上5还是有的。只是obj.r是4而已。想访问Child中的r，把5读出来，可以这样写：

((Child)obj).r

就是把obj由Father型强制转换成了Child型。

OK，方法和属性在多态中是什么样的你都清楚了。现在做个题测试一下吧：

这是J@Whiz1.4的一道题：

class Base {
        int i = 99;
        public void amethod() {
                System.out.println("Base.amethod()");
        }
        Base() {
                amethod();
        }
}
public class Derived extends Base {
        int i = -1;
        public static void main(String argv[]) {
                Base b = new Derived();
                System.out.println(b.i);
                b.amethod();
       }
       public void amethod() {
                System.out.println("Derived.amethod()");
       }
}

会输出什么？

先想想，再看答案：

 

<== 点左边的+号显示答案和讲解
答案：
========================
Derived.amethod()
99
Derived.amethod()
========================
讲解：

这个程序的执行过程是这样的：

第一行：Base b=new Derived();

执行这一行语句的过程中，要构造Derived这个类，而它有父类Base，所以先构造Base类。构造Base类的默认构造函数有定义。内容是执行amethod()方法。

实际上，Base类构造方法中的执行amethod()，相当于执行this.amethod()，在这个程序中，就相当于执行b.amethod()。而b是Base类型的，指向了Derived类的实例的指针。所以跟据上面我们的总结，实际上执行的是Derived类的amethod()函数。所以，第一行“Base b=new Derived();”执行完，输出"Derived.amethod()"。

第二行：System.out.println(b.i);

这个很简单，成员变量，不考虑多不多态，只看它定义时前面的类型。这个程序中是Base b，所以b.i就是Base类中的i。输出99

第三行：b.amethod();

调用Derived类中的amethod()方法。

其实这行就是迷惑你的，如果没有这一行。你可能会警觉起来——咦？为什么这儿定义一个amethod()呢？没有地方调用它啊？

有了这行代码，就会使你放松警惕。觉得，啊。定义了这个是用来让b.amethod();调用的。

留个思考题，也很重要的，一定要试试。

就是——如果在Derived类中。把public void amethod()这整个函数去除掉。程序又会输出什么呢？





资料：

http://blog.csdn.net/yizhu2000/archive/2007/07/12/1686634.aspx

摘抄：

绑定:在对象和其类型间建立关联的过程

早绑定:指在对象申明的时候就和他的类型建立了关联

晚绑定:是指我们的代码在运行时再检查对象是否提供了我们所需要的方法和属性
 

http://bbs.chinajavaworld.com/thread.jspa?threadID=636061&start=0&tstart=0

这是个很有趣的讨论。里有对本文第二个程序的讨论。

不过，里面写的那个接口的程序有点问题，我整理了一下，并作了注解：

interface CA { 
    public void func(); 
} 

class CB implements CA { 
    public void func(){
        System.out.println("Good");
    } 
} 

class CC { 
    public CA createCA() {  //多态的方法，CA是CB的父类
        return new CB(); 
    } 
} 

public class Headache
{
    public static void main(String[] args) { 
        CC c = new CC(); 
        c.createCA().func(); //多态，c.createCA()返回CA的型的引用
        //（这个CA的引用中，指向的其实是CB的实例）
        //.func()执行的是子类CB中定义的func()
        CA ca = c.createCA(); 
        ca.func();   //和c.createCA().func()完全一样。ca就是c.createCA()
        Object caa=c.createCA(); //多态
        ((CA)caa).func(); //Object转换后，还是多态，执行的是CA子类CB里定义的func
        //（实现接口可以看作是继承，可以实现多个接口，就实现了C++中的多继承）
        CB cb = (CB)ca;  //转换成要调用它方法的子类
        cb.func();
    } 
}