面向对象三大特性-多态的思考
无论是python语言,还是java语言都有着面向对象的特性,而面向对象三大特性(封装,继承,多态)中封装和继承是比较容易理解的,多态的话自己一直处于一个似懂非懂的状态。比如一些概念性的东西:
- 向上可以自动转换类型,由子类转换成父类!
- 向下(由父类转换成子类)强制类型转换!以调用该对象特有的方法!
这些概念性的知识都明白了,但是对于多态的意义及在实际代码中的作用还是很模糊的,因此重新梳理思考了下。
模拟了以下一个场景:
人可以养一些宠物,可以喂养宠物,可以逗宠物玩。
(人类,宠物类,人的一些方法,宠物的一些方法)
如果是没有使用多态的情况下,代码应该是这样的:
public class PersonNotUsePolymorphic { public static void main(String[] args) { Dog2 dog2 = new Dog2(); Cat2 cat2 = new Cat2(); Bird2 bird2 = new Bird2(); Chicken2 chicken2 = new Chicken2(); PersonNotUsePolymorphic person = new PersonNotUsePolymorphic(); person.feedDog(dog2); person.feedCat(cat2); person.makeBirdFly(bird2); person.makeChickenFly(chicken2); } // 喂狗 public void feedDog(Dog2 dog2) { dog2.eat(); }
// 喂猫 public void feedCat(Cat2 cat2) { cat2.eat(); } // 放飞小鸟 public void makeBirdFly(Bird2 bird2) { bird2.fly(); } // 放飞小鸡 public void makeChickenFly(Chicken2 chicken2) { chicken2.fly(); } } class Dog2 { void eat() { System.out.println("骨头"); } } class Cat2 { void eat() { System.out.println("吃鱼"); } } class Bird2 { void eat() { System.out.println("吃虫子"); } void fly() { System.out.println("i can fly i am bird"); } } class Chicken2 { void eat() { System.out.println("吃玉米"); } void fly() { System.out.println("i can fly i am chicken"); } }
可以看到有狗,猫,鸟,鸡四种宠物,它们都可以吃东西,但是鸟和鸡可以飞,如果没有多态,人如果要喂养宠物或者放飞宠物就需要写多个方法,有几个宠物就要写几个方法,如果以后家里又多了好多宠物,就要写好多的方法。
并且宠物之间的关系,相关的动作属性都没有层次关系,非常的独立,是面向对象了(如果再多有几个宠物,就更无法梳理之间的关系共性),但是并没有体现面向对象的特性
我们看下如果使用面向对象的思想,应该如何处理。
public class PersonUsePolymorphic { public static void main(String[] args) { PersonUsePolymorphic p = new PersonUsePolymorphic(); Animal dog = new Dog(); p.feed(dog); Animal cat = new Cat(); p.feed(cat); FlyAnimal bird = new Bird(); p.makeAnimalFly(bird); FlyAnimal chicken = new Chicken(); p.makeAnimalFly(chicken); } public void feed(Animal animal) { animal.eat(); } public void makeAnimalFly(FlyAnimal flyAnimal) { flyAnimal.fly(); } } /** * 抽离抽象类动物 * 抽离出抽象方法:吃东西(必须实现) * 可以很清晰看出公共的特性,缕出层次关系 */ abstract class Animal{ abstract void eat(); } /** * 抽离出飞行接口(java不能多继承) * 因为不是所有动物都会飞,不能在抽象类中作为抽象方法实现 * 实现了飞行接口就必须实现接口里面的方法,为什么不把fly方法直接放到FlyAnimal中呢,因为飞行只是一个接口行为,并不一定只有动物会飞,飞机也可以飞,气球也可以飞 * 接口只是个规范行为,遵守了这个规范都可以实现里面的方法 */ interface Fly{ void fly(); } /** * 狗狗继承动物类,实现eat方法就好 */ class Dog extends Animal{ void eat() { System.out.println("骨头"); } } class Cat extends Animal{ void eat() { System.out.println("吃鱼"); } } /** * 抽离出公共类飞行动物继承自动物,实现fly接口 */ class FlyAnimal extends Animal implements Fly{ @Override void eat() { System.out.println("吃东西"); } @Override public void fly() { System.out.println("i can fly"); } } /** * 飞行类的动物就可以继承飞行动物类,重写eat fly方法 */ class Bird extends FlyAnimal{ public void fly() { System.out.println("i can fly,i am bird"); } void eat() { System.out.println("吃虫子"); } } class Chicken extends FlyAnimal{ void eat() { System.out.println("玉米"); } public void fly() { System.out.println("i can fly, i am chicken"); } }
可以看到进行面向对象的思路的改进后代码量并没有减少,但是整体的层次就非常明显了。
如果大多数程序都按照第一次那样来写,底层类的设计不合理维护起来非常麻烦,上层person类调用起来也是非常繁琐,底层增加一个类,person增加一个方法。
在第二次的程序里,虽然在类的设计上代码量多了,但是把每个类的共性、方法都抽离出来,再进行维护起来关系层次很清晰,而修改类底层设计,person类根本不需要做改动。
经过两次的代码比对应该能发现多态的好处了,也理解了多态在面向对象中发挥的作用。如果仅仅有个模糊的概念,在看一些源码的时候非常的吃力,因为一些源码运用了大量的设计模式及面向对象的思想,看一个方法会发现跳过来跳过去还不知道到底是做什么用的,只有将最基础的东西学明白学扎实了才能更好的进行程序设计。