继承及多态性

C++中：

　　在C++程序设计中，多态性是指具有不同功能的函数可以用同一个函数名，这样就可以用一个函数名调用不同内容的函数。或指发出同样的消息被不同类型的对象接收时产生不同的执行结果和行为。

　　消息： 对成员函数的调用

　　不同的行为：不同的函数实现，即调用了不同的函数

 

　　静态多态：函数重载、运算符重载、类模板

　　动态多态：虚函数

 

　　动态多态要研究的问题是:当一个基类被继承为不同的派生类时，各派生类可以使用与基类成员相同的成员名，如果在运行时用同一个成员名调用类对象的成员，会调用哪个对象的成员？

 

　　关联(binding)：在这里是指把一个函数名与一个类对象捆绑在一起，建立关联。一般地说，关联指把一个标识符和一个存储地址联系起来。

 

　　在运行阶段把虚函数和类对象“绑定”在一起的，此过程称为动态关联(dynamic binding)。

class Father {

　　　　　　　　   public: 
　　　　　　　　　　Father(){
            printf("I am father\n");
        }
        
　　　　　　　　  void read(){
            printf("Father is reading\n");
        }     
};

class Son :public Father
{
　　　　 public:     
    Son(){
        printf("I am son\n");
    }    
    
     void read(){
        printf("Son is reading\n");
    }    
};

void main() 
{
    Father * father=new Son();  //father调用的是实现了类Father的类的函数   //// Father * father没有定义 对象，所有没有调用构造函数
　　　 fahter.read();               //打印出    Father is reading

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　//将执行子类还是父类定义的方法？子类的。在运行时期，将根据a这个对象引用实际的类型来获取对应的方法。所以才有多态性。一个基类的对象引　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　//用，被赋予不同的子类对象引用，执行该方法时，将表现出不同的行为。
　　// Father father1=(Father)father; //提示错误，这是为什么？？？？？ father->read(); 

  
　　　　Father father1;
　　　　father1.read();     //打印出 I am Father.   Father is Reading.
}
结果：I am father
      I am son
　　  Father is reading

 

#include "stdio.h"
class Father {    
    public: 
//     Father()
//     {
//     printf("I am father\n");
//      }
        
virtual void read()
    {
        printf("Father is reading\n");
    }     
};

class Son :public Father
{
 public:     
//     Son(){
//         printf("I am son\n");
//     }    
    
     void read(){
        printf("Son is reading\n");
    }    
};

void main() 
{
    Father * father=new Son();  //father调用的是实现了类Father的类的函数
    father->read();    //打印出 I am Father.  I am son.  Son is Reading.
    Father father1;
    father1.read();                     //打印出 I am Father.   Father is Reading
    
　　//以下是实现多态性的
    Father *m;　　　　　　//没有定义 对象，所有没有调用构造函数
    Father a;　　　　　　　　//调用父类构造函数
    Son b;            　　//先调用父类构造函数，再调用子类构造函数
    m=&a;            　　//把子类对象的地址赋值给父类对象的地址，调用函数时，是调用子类的函数，父类中函数必须是virtual函数
    m->read();
    m=&b;
    m->read();
    
}

 结果：

　　Son is reading

　　Father is reading

　　Father is reading

　　Son is reading

 

在Java中：

　　Java中的多态性：通过将子类对象引用赋值给超类对象引用变量来实现动态方法调用。

public class Father {

　　public  Father(){
　　　　System.out.println("I am father");
　　}

　　public  void read(){
　　　　System.out.println("Father is reading");
　　}

　　public static void main(String[] args) {
　　　
　　　　　　String hello="hello";
　　　　　　Father father=new Son();       //father调用的是实现了类Father的类的函数
　　　　　　father.read();

　　　　　　Son son; 　　　　//没有定义对象，所以没有调用构造函数
　　　　　　}
　　}

　　class Son extends Father{
　　　　public Son(){
　　　　　　System.out.println("I am son");
　　　　}

　　　　public void read(){

　　　　　　super.read();        //子类中想调用父类被覆盖的函数，用super.的格式。
　　　　　　System.out.println("Son is reading");
　　　　}

}

结果：

　　I am father
　　I am son

　　Father is reading
　　Son is reading

 

　　class A{

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

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

　　class C extends B...{} 
　　class D extends B...{} 

              A a1 = new A();

              A a2 = new B();

              B b  = new B();

              C c  = new C();

              D d  = new D(); 
        System.out.println(a1.show(b));   ①
        System.out.println(a1.show(c));   ②
        System.out.println(a1.show(d));   ③
        System.out.println(a2.show(b));   ④
        System.out.println(a2.show(c));   ⑤
        System.out.println(a2.show(d));   ⑥
        System.out.println(b.show(b));     ⑦
        System.out.println(b.show(c));     ⑧
        System.out.println(b.show(d));     ⑨    

答案

　　　　　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

分析

①②③比较好理解，一般不会出错。④⑤就有点糊涂了，为什么输出的不是"B and B”呢？！！先来回顾一下多态性。

　　运行时多态性是面向对象程序设计代码重用的一个最强大机制，动态性的概念也可以被说成“一个接口，多个方法”。Java实现运行时多态性的基础是动态方法调度，它是一种在运行时而不是在编译期调用重载方法的机制。

　　方法的重写Overriding和重载Overloading是Java多态性的不同表现。重写Overriding是父类与子类之间多态性的一种表现，重载Overloading是一个类中多态性的一种表现。如果在子类中定义某方法与其父类有相同的名称和参数，我们说该方法被重写(Overriding)。子类的对象使用这个方法时，将调用子类中的定义，对它而言，父类中的定义如同被“屏蔽”了。如果在一个类中定义了多个同名的方法，它们或有不同的参数个数或有不同的参数类型，则称为方法的重载(Overloading)。Overloaded的方法是可以改变返回值的类型。方法的重写Overriding和重载Overloading是Java多态性的不同表现。重写Overriding是父类与子类之间多态性的一种表现，重载Overloading是一个类中多态性的一种表现。如果在子类中定义某方法与其父类有相同的名称和参数，我们说该方法被重写 (Overriding)。子类的对象使用这个方法时，将调用子类中的定义，对它而言，父类中的定义如同被“屏蔽”了。如果在一个类中定义了多个同名的方法，它们或有不同的参数个数或有不同的参数类型，则称为方法的重载(Overloading)。Overloaded的方法是可以改变返回值的类型。

　　当超类对象引用变量引用子类对象时，被引用对象的类型而不是引用变量的类型决定了调用谁的成员方法，但是这个被调用的方法必须是在超类中定义过的，也就是说被子类覆盖的方法。 （但是如果强制把超类转换成子类的话，就可以调用子类中新添加而超类没有的方法了。）

　　好了，先温习到这里，言归正传！实际上这里涉及方法调用的优先问题 ，优先级由高到低依次为：this.show(O)、super.show(O)、this.show((super)O)、super.show((super)O)。让我们来看看它是怎么工作的。

　　比如④，a2.show(b)，a2是一个引用变量，类型为A，则this为a2，b是B的一个实例，于是它到类A里面找show(B obj)方法，没有找到，于是到A的super(超类)找，而A没有超类，因此转到第三优先级this.show((super)O)，this仍然是a2，这里O为B，(super)O即(super)B即A，因此它到类A里面找show(A obj)的方法，类A有这个方法，但是由于a2引用的是类B的一个对象，B覆盖了A的show(A obj)方法，因此最终锁定到类B的show(A obj)，输出为"B and A”。

　　再比如⑧，b.show(c)，b是一个引用变量，类型为B，则this为b，c是C的一个实例，于是它到类B找show(C obj)方法，没有找到，转而到B的超类A里面找，A里面也没有，因此也转到第三优先级this.show((super)O)，this为b，O为C，(super)O即(super)C即B，因此它到B里面找show(B obj)方法，找到了，由于b引用的是类B的一个对象，因此直接锁定到类B的show(B obj)，输出为"B and B”。

　　按照上面的方法，可以正确得到其他的结果。

　　问题还要继续，现在我们再来看上面的分析过程是怎么体现出蓝色字体那句话的内涵的。它说：当超类对象引用变量引用子类对象时，被引用对象的类型而不是引用变量的类型决定了调用谁的成员方法，但是这个被调用的方法必须是在超类中定义过的，也就是说被子类覆盖的方法。还是拿a2.show(b)来说吧。

　　a2是一个引用变量，类型为A，它引用的是B的一个对象，因此这句话的意思是由B来决定调用的是哪个方法。因此应该调用B的show(B obj)从而输出"B and B”才对。但是为什么跟前面的分析得到的结果不相符呢？！问题在于我们不要忽略了蓝色字体的后半部分，那里特别指明：这个被调用的方法必须是在超类中定义过的，也就是被子类覆盖的方法。B里面的show(B obj)在超类A中有定义吗？没有！那就更谈不上被覆盖了。实际上这句话隐藏了一条信息：它仍然是按照方法调用的优先级来确定的。它在类A中找到了show(A obj)，如果子类B没有覆盖show(A obj)方法，那么它就调用A的show(A obj)（由于B继承A，虽然没有覆盖这个方法，但从超类A那里继承了这个方法，从某种意义上说，还是由B确定调用的方法，只是方法是在A中实现而已）；现在子类B覆盖了show(A obj)，因此它最终锁定到B的show(A obj)。这就是那句话的意义所在。