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連載:麵向對象葵花寶典:思想、技巧與實踐(13) - “多態” 詳解

在此要向將polymorphism翻譯成“多態”的人致敬!

因為多態的英文實在是太難理解了,而中文翻譯得又如此形象如此貼切。

 

從字麵意思上就可以看出,多態就是“多種形態”的意思。但仔細探究一下:“多種形態”其實還是沒法很好的理解,不同的人也還是會有不同的理解。

 

動畫片看得多的同學可能會以為:多種形態,就是很多種變身啦 :),就像孫悟空72變一樣,一會兒可以變成房子,一會兒可以變成牛魔王。。。。。。

 

擅長盛裝打扮的美女可能會以為:多種形態,其實就是換不同的衣服嘛,你看我一會文藝小清新打扮,一會兒高貴典雅的貴婦人裝束,一會兒小鳥依人的淑女形象。。。。。。

 

學院派技術宅男可能會以為:多種形態,其實就是多種狀態啦,比如說TCP協議棧有XX種狀態,線程有XX種狀態。。。。。。

 

還可能有很多其它各種各樣的理解,但在麵向對象領域,這些理解都不正確,多態不是變身、不是換裝、不是狀態變化,而是“多胎”!!

 

你可能會很驚訝,以為這裏是打字打錯了,怎麼可能是“多胎”呢?“多胎”又是什麼意思呢?

 

多胎在這裏也是一個形象的說法,在麵向對象領域,多態的真正含義是:使用指向父類的指針或者引用,能夠調用子類的對象

 

我們以java程序為例:

Animal.java

package com.oo.base.polymorphism;

/**
 * 這是父類
 *
 */
public abstract class Animal {
    abstract String talk();
}

Dog.java

package com.oo.base.polymorphism;

/**
 * 子類:狗
 *
 */
public class Dog extends Animal {

    public Dog() {
        
    }

    @Override
    String talk() {
        
        return "Dog......wang wang";
    }

}

Pig.java

package com.oo.base.polymorphism;

/**
 * 子類:豬
 *
 */
public class Pig extends Animal {

    public Pig() {
        
    }

    @Override
    String talk() {
        
        return "Pig......ao ao";
    }

}

Cat.java

package com.oo.base.polymorphism;

/**
 * 子類:貓
 *
 */
public class Cat extends Animal {

    public Cat() {
        
    }

    @Override
    String talk() {
        
        return "Cat......miao miao";
    }

}

Test.java

package com.oo.base.polymorphism;

public class Test1 {
    
    /**
     * 
     * @param a Animal  這個參數就是“多態”的具體表現形式
     */
    public static void write(Animal a) {
        //在調用a.talk()的時候, 函數並不知道a究竟是Pig,Dog,還是Cat,隻知道是一個Animal
        System.out.println(a.talk()); 
    }
    
    public static void main(String[] args) {
        //在調用write函數的時候,可以傳入Cat/Dog/Pig對象,並且輸出也不一樣
        write(new Cat()); //傳入Cat,輸出"Cat......miao miao"
        write(new Dog()); //傳入Dog,輸出"Dog......wang wang"
        write(new Pig()); //傳入Pig,輸出"Pig......ao ao"
    }
}

從上麵的樣例可以看出,Pig、Dog、Cat是三個Animal的子類,在函數調用的時候,參數類型指定為Animal,但具體傳入的參數值可以是Animal的子類Pig、Dog、Cat,也就是說:指定為Animal類型的參數,可以為Pig,也可以為Dog,也可以為Cat,總共有3中不同的形態。

 

多態的特性在麵向對象編程的領域中具有十分重要的作用。多態屏蔽了子類對象的差異,使得調用者可以寫出通用性的代碼,而無需針對每個子類都需要寫不同的代碼。

例如,如上的樣例,如果沒有多態,Test的write函數就必須這麼寫了:

package com.oo.base.polymorphism;

/**
 * 不支持多態的Test實現
 *
 */
public class Test2 {
    
    /**
     * 如果不支持多態,每個write函數都需要和具體的子類對應,
     * writeCat對應Cat子類
     * @param a
     */
    public static void writeCat(Cat a) {
        System.out.println(a.talk()); 
    }
    
    /**
     * 如果不支持多態,每個write函數都需要和具體的子類對應,
     * writeDog對應Dog子類
     * @param a
     */
    public static void writeDog(Dog a) {
        System.out.println(a.talk()); 
    }
    
    /**
     * 如果不支持多態,每個write函數都需要和具體的子類對應,
     * writePig對應Pig子類
     * @param a
     */
    public static void writePig(Pig a) {
        System.out.println(a.talk()); 
    }
    
    public static void main(String[] args) {
        
        //需要針對每個子類調用不同的函數
        writeCat(new Cat()); //傳入Cat,輸出"Cat......miao miao"
        writeDog(new Dog()); //傳入Dog,輸出"Dog......wang wang"
        writePig(new Pig()); //傳入Pig,輸出"Pig......ao ao"
    }
}

上麵的代碼與Test1的代碼對比,很明顯Test1的要清晰和簡潔很多,要少寫很多代碼。

 

除了能夠讓代碼清晰簡潔外,多態還有一個更加重要的作用:

當增加新的子類時,調用者的代碼無需變動就能適用新的子類

以Test1為例,假設我們增加一個Cock的Animal子類,Test1的代碼無需任何改變就可以支持Cock類,而Test2則需要增加一個writeCock的函數。


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最後更新:2017-04-03 12:55:17

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