Java 的多态

你好！今天，我们会结束一系列关于 OOP 原则的课程。在这一课中，我们将讨论 Java 的多态。 多态是一种处理几种类型就好像这些类型是同一种类型的功能。此外，对象的行为将因其类型而异。让我们仔细看看这个声明。 让我们从第一部分开始：“处理几种类型就好像这些类型是同一种类型的功能”。不同类型怎么可能一样？听起来有点奇怪 :/ 其实都很简单。例如，在继承的一般使用中这会出现这种情况。让我们看看它是如何工作的。 假设有一个简单的 Cat 父类，它有一个 run() 方法：

public class Cat {

   public void run() {
       System.out.println("Run!");
   }
}

现在我们将创建三个继承 Cat 的类：Lion、Tiger 和 Cheetah。

public class Lion extends Cat {

   @Override
   public void run() {
       System.out.println("Lion runs at 80 km/h");
   }
}

public class Tiger extends Cat {

   @Override
   public void run() {
       System.out.println("Tiger runs at 60 km/h");
   }
}

public class Cheetah extends Cat {

   @Override
   public void run() {
       System.out.println("Cheetah runs at up to 120 km/h");
   }
}

所以我们有 3 个类。让我们模拟这样一种情况，即可以像处理同一个类一样处理这些类。 想象一下，我们的一只猫生病了，需要 Dolittle（杜立德）医生的帮助。让我们试着创建一个可以治疗狮子、老虎和猎豹的 Dolittle 类。

public class Dolittle {

   public void healLion(Lion lion) {

       System.out.println("Lion is healthy!");
   }

   public void healTiger(Tiger tiger) {

       System.out.println("Tiger is healthy!");
   }

   public void healCheetah(Cheetah cheetah) {

       System.out.println("Cheetah is healthy!");
   }
}

看起来问题已经解决了：类已经写好了，可以开始使用了。但是如果我们想扩展程序，该怎么做呢？ 我们目前只有 3 种类型：狮子、老虎和猎豹。但是世界上有 40 多种猫。想象一下，如果我们为野猫、美洲虎、缅因猫、家猫和所有其他动物增加单独的类，会发生什么。 当然，程序本身会运行，但是我们必须不断地给 Dolittle 类添加新的方法来治疗每一种类型的猫。因此，它将增长到前所未有的规模。 这就是多态性的用武之地 —“处理几种类型就好像这些类型是同一种类型的功能”。我们不需要创造无数的方法来做同样的事情 — 治一只猫。 一种方法对所有猫就足够了：

public class Dolittle {

   public void healCat(Cat cat) {

       System.out.println("The patient is healthy!");
   }
}

healCat() 方法可以接受 Lion、Tiger 和 Cheetah 对象，它们都是 Cat 的实例：

public class Main {

   public static void main(String[] args) {

       Dolittle dolittle = new Dolittle();

       Lion simba = new Lion();
       Tiger shereKhan = new Tiger();
       Cheetah chester = new Cheetah();

       dolittle.healCat(simba);
       dolittle.healCat(shereKhan);
       dolittle.healCat(chester);
   }
}

控制台输出： 所以我们的 Dolittle 类处理不同的类型，就好像它们是同一个类型一样。 现在让我们解决第二部分：“此外，对象的行为将根据它们的类型而不同”。 一切都很简单。在自然界，每只猫都以不同的方式奔跑。至少以不同的速度奔跑。在我们的三种猫科动物中，猎豹跑得最快，而老虎和狮子跑得较慢。换句话说，他们的行为是不同的。 多态不仅仅是把不同的类型当作一个类型来使用。它还让我们记住各种类型的不同之处，保留其各自特有的行为。 下面的例子说明了这一点。假设我们的猫在成功康复后，决定享受一下跑步的乐趣。我们将把它添加到 Dolittle 类中：

public class Dolittle {

   public void healCat(Cat cat) {

       System.out.println("The patient is healthy!");
       cat.run();
   }
}

尝试运行相同的代码来治疗三种动物：

public static void main(String[] args) {

   Dolittle dolittle = new Dolittle();

   Lion simba = new Lion();
   Tiger shereKhan = new Tiger();
   Cheetah chester = new Cheetah();

   dolittle.healCat(simba);
   dolittle.healCat(shereKhan);
   dolittle.healCat(chester);
}

结果是这样的：

这里我们清楚地看到，对象的特定行为被保留了下来，即使我们在将它们“一般化”到 Cat 之后，将所有三种动物都传递给了该方法。由于使用多态，Java 清楚地记得这不是简单的三只猫。它们是狮子、老虎和猎豹，奔跑的方式各不相同。 这说明了多态的主要优势：灵活性。当我们需要实现许多类型共享的一些功能时，狮子、老虎和猎豹只需变成“猫”就可以。 所有的动物都是不同的，但在某些情况下，猫就是猫，不管它是什么物种 :)下面的视频可以证实这一点。 当不想要这种“一般化”，而我们需要每个物种有不同的行为时，每种类型做它自己的事情。 由于多态，你可以为各种各样的类创建一个接口（一组方法）。这会让程序不那么复杂。 即使我们扩展程序来支持 40 种类型的猫，我们仍然会使用最简单的接口：一个用于所有 40 只猫的 run() 方法。