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深入了解对象的行为-Java-的多态性与动态绑定机制-解析 (深入了解对象的问题)

admin5个月前 (05-07)数码45

概述

多态性是面向对象编程中一个至关重要的概念,它允许不同的对象对同一消息做出不同的响应。在 Java 等面向对象语言中,多态性通过动态绑定机制来实现。

多态性的实现

多态性的实现依赖于两个核心概念:继承和方法重写。

1. 继承

子类继承了父类的属性和方法。通过继承,子类可以复用父类的代码,并且具备与父类相似的外部接口。

2. 方法重写

子类可以覆盖父类的方法,即在子类中重新定义与父类方法签名相同的方法。子类重写父类的方法时,可以改变方法的行为逻辑,但方法的名称、参数列表和返回类型必须与父类一致。 通过继承和方法重写,子类可以对父类的方法做出不同的实现。当使用父类类型的变量引用子类类型的对象并调用相同的方法时,根据对象的实际类型,将执行相应子类的方法。

多态性的特点

1. 方法调用的动态绑定

在多态情况下,方法的调用是在运行时根据对象的实际类型确定的,称为动态绑定。这使得程序具备了灵活性和可扩展性。

2. 编译时多态

在编译时,由于无法确定变量所引用的具体类型,编译器只能检查变量的类型是否符合方法的调用要求。这种多态称为编译时多态。

3. 运行时多态

在运行时,根据对象的实际类型确定方法的调用。这种多态称为运行时多态。

动态绑定机制

动态绑定机制是实现多态性的关键。在 Java 中,动态绑定是通过虚函数表(VTable)来实现的。 每个类都有一个虚函数表,表中存储了该类的虚函数的地址。当一个类被实例化时,系统会为其分配内存空间,并在内存中创建虚函数表。 在调用一个对象的方法时,Java 虚拟机将根据对象的实际类型找到正确的虚函数表,并根据函数的索引或偏移量查找对应的方法地址。这样,在运行时就可以动态地绑定方法的调用。

多态性的应用

多态性在面向对象编程中应用广泛,以下是一些常见的应用场景:

1. 方法重写

子类可以通过重写父类的方法,对相同的方法实现进行个性化的修改或扩展。这使得代码更加灵活和可维护。

2. 接口和抽象类

接口和抽象类定义了一组方法的规范,子类可以根据自身的需求实现这些方法。通过接口和抽象类,可以实现多态性的设计模式,如策略模式、观察者模式等。

3. 容器类的多态性

Java 的容器类(如 List、Set、Map)可以存储各种类型的对象,通过多态性可以方便地处理不同类型的数据。

4. 泛型的多态性

Java 的泛型机制允许在编译时不指定具体的类型,通过使用泛型参数,实现对多个类型进行统一操作。

5. 继承和多态性

通过继承和多态性,可以实现代码的复用,并且在需要扩展和修改时只需修改子类,而不影响父类和其他子类。

结论

多态性是面向对象编程中的重要概念,通过动态绑定机制实现。多态性允许不同的对象对同一消息做出不同的响应。通过继承和方法重写,子类可以改变父类方法的行为逻辑。动态绑定机制利用虚函数表实现方法调用的动态绑定。多态性提高了代码的复用性和扩展性,在接口和抽象类、容器类等方面应用广泛。掌握多态性的原理和应用,有助于编写更加灵活和可维护的面向对象程序。

java多态的总结?

父类引用指向子类对象是Java比较基础的概念。Java作为一门面向对象编程的语言,调用对象是在编程中经常用到的。北大青鸟为大家详细说明这一概念。

例如父类Animal,子类Cat,Dog。其中Animal可以是类也可以是接口,Cat和Dog是继承或实现Animal的子类。

Animalanimal=newCat();

即声明的是父类,实际指向的是子类的一个对象。

那这么使用的优点是什么,为什么要这么用?可以用这几个关键词来概括:多态、动态链接,向上转型。也有人说这是面向接口编程,可以降低程序

的耦合性,即调用者不必关心调用的是哪个对象,只需要针对接口编程就可以了,被调用者对于调用者是完全透明的。让你更关注父类能做什么,而

不去关心子类是具体怎么做的,你可以随时替换一个子类,也就是随时替换一个具体实现,而不用修改其他。

以后结合设计模式(如工厂模式,代理模式)和反射机制可能有更深理解。

下面介绍Java的多态性和其中的动态链接,向上转型:

面向对象的三个特征:封装、继承和多态;

封装隐藏了类的内部实现机制,可以在不影响使用者的前提下修改类的内部结构,同时保护了数据;

继承是为了重用父类代码,子类继承父类就拥有了父类的成员。

方法的重写、重载与动态连接构成多态性。Java之所以引入多态的概念,原因之一是它在类的继承问题上和C++不同,后者允许多继承,这确实给其

带来的非常强大的功能,但是复杂的继承关系也给C++开发者带来了更大的麻烦,为了规避风险,Java只允许单继承,派生类与基类间有IS-A的关系

(即“猫”isa“动物”)。这样做虽然保证了继承关系的简单明了,但是势必在功能上有很大的限制,所以,Java引入了多态性的概念以弥补这

Java

点的不足,此外,抽象类和接口也是解决单继承规定限制的重要手段。同时,多态也是面向对象编程的精髓所在。

理解多态,首先要知道“向上转型”。

我定义了一个子类Cat,它继承了Animal类,那么后者就是前者是父类。我可以通过

Catc=newCat();

实例化一个Cat的对象,这个不难理解。但当我这样定义时:

Animala=newCat();

这代表什么意思呢?

很简单,它表示我定义了一个Animal类型的引用,指向新建的Cat类型的对象。由于Cat是继承自它的父类Animal,所以Animal类型的引用是可以指向

Cat类型的对象的。这就是“向上转型”。

java中多态性什么意思?

多态性:顾名思义就是拥有“多种形态”的含义,是指属性或方法在子类中表现为多种形态。

在JAVA中有两种多态是指:运行时多态和编译时多态。多态性是面向对象的核心特征之一,类的多态性提供类中成员设计的灵活性和方法执行的多样性。

多态指允许不同类的对象对同一消息做出响应。即同一消息可以根据发送对象的不同而采用多种不同的行为方式。(发送消息就是函数调用)

实现多态的技术称为:动态绑定(dynamic binding),是指在执行期间判断所引用对象的实际类型,根据其实际的类型调用其相应的方法。

扩展资料:

多态的好处:

1、可替换性(substitutability)多态对已存在代码具有可替换性。例如,多态对圆Circle类工作,对其他任何圆形几何体,如圆环,也同样工作。

2、可扩充性(extensibility)多态对代码具有可扩充性。增加新的子类不影响已存在类的多态性、继承性,以及其他特性的运行和操作。实际上新加子类更容易获得多态功能。

3、接口性(interface-ability)多态是超类通过方法签名,向子类提供了一个共同接口,由子类来完善或者覆盖它而实现的。

4、灵活性(flexibility)它在应用中体现了灵活多样的操作,提高了使用效率。

5、简化性(simplicity)多态简化对应用软件的代码编写和修改过程,尤其在处理大量对象的运算和操作时,这个特点尤为突出和重要。

参考资料:网络百科-多态

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