在java语言中产生正确的行为

作者:课课家教育更新于： 2016-02-17 14:23:55

　　知道java里绑定的所有方法都通过后期绑定具有多形性以后，就可以相应地编写自己的代码，令其与基础类沟通。此时，所有的衍生类都保证能用相同的代码正常地工作。或者换用另一种方法，我们可以“将一条消息发给一个对象，让对象自行判断要做什么事情。

　　在面向对象的程序设计中，有一个经典的“形状”例子。由于它很容易用可视化的形式表现出来，所以经常都用它说明问题。但很不幸的是，它可能误导初学者认为OOP只是为图形化编程设计的，这种认识当然是错误的。

　　形状例子有一个基础类，名为Shape;另外还有大量衍生类型：Circle(圆形)，Square(方形)，Triangle(三角形)等等。大家之所以喜欢这个例子，因为很容易理解“圆属于形状的一种类型”等概念。下面这幅继承图向我们展示了它们的关系：

　　上溯造型可用下面这个语句简单地表现出来：

　　Shape s = new Circle();

　　在这里，我们创建了Circle对象，并将结果句柄立即赋给一个Shape。这表面看起来似乎属于错误操作(将一种类型分配给另一个)，但实际是完全可行的——因为按照继承关系，Circle属于Shape的一种。因此编译器认可上述语句，不会向我们提示一条出错消息。

　　当我们调用其中一个基础类方法时(已在衍生类里覆盖)：

　　s.draw();

　　同样地，大家也许认为会调用Shape的draw()，因为这毕竟是一个Shape句柄。那么编译器怎样才能知道该做其他任何事情呢?但此时实际调用的是Circle.draw()，因为后期绑定已经介入(多形性)。

　　下面这个例子从一个稍微不同的角度说明了问题：

　　//: Shapes.java

　　// Polymorphism in Java

　　class Shape {

　　void draw() {}

　　void erase() {}

　　}

　　class Circle extends Shape {

　　void draw() {

　　System.out.println("Circle.draw()");

　　}

　　void erase() {

　　System.out.println("Circle.erase()");

　　}

　　}

　　class Square extends Shape {

　　void draw() {

　　System.out.println("Square.draw()");

　　}

　　void erase() {

　　System.out.println("Square.erase()");

　　}

　　}

　　class Triangle extends Shape {

　　void draw() {

　　System.out.println("Triangle.draw()");

　　}

　　void erase() {

　　System.out.println("Triangle.erase()");

　　}

　　}

　　public class Shapes {

　　public static Shape randShape() {

　　switch((int)(Math.random() * 3)) {

　　default: // To quiet the compiler

　　case 0: return new Circle();

　　case 1: return new Square();

　　case 2: return new Triangle();

　　}

　　}

　　public static void main(String[] args) {

　　Shape[] s = new Shape[9];

　　// Fill up the array with shapes:

　　for(int i = 0; i < s.length; i++)

　　s[i] = randShape();

　　// Make polymorphic method calls:

　　for(int i = 0; i < s.length; i++)

　　s[i].draw();

　　}

　　} ///:~

　　针对从Shape衍生出来的所有东西，Shape建立了一个通用接口——也就是说，所有(几何)形状都可以描绘和删除。衍生类覆盖了这些定义，为每种特殊类型的几何形状都提供了独一无二的行为。

　　在主类Shapes里，包含了一个static方法，名为randShape()。它的作用是在每次调用它时为某个随机选择的Shape对象生成一个句柄。请注意上溯造型是在每个return语句里发生的。这个语句取得指向一个Circle，Square或者Triangle的句柄，并将其作为返回类型Shape发给方法。所以无论什么时候调用这个方法，就绝对没机会了解它的具体类型到底是什么，因为肯定会获得一个单纯的Shape句柄。

　　main()包含了Shape句柄的一个数组，其中的数据通过对randShape()的调用填入。在这个时候，我们知道自己拥有Shape，但不知除此之外任何具体的情况(编译器同样不知)。然而，当我们在这个数组里步进，并为每个元素调用draw()的时候，与各类型有关的正确行为会魔术般地发生，就象下面这个输出示例展示的那样：

　　Circle.draw()

　　Triangle.draw()

　　Circle.draw()

　　Circle.draw()

　　Circle.draw()

　　Square.draw()

　　Triangle.draw()

　　Square.draw()

　　Square.draw()

　　当然，由于几何形状是每次随机选择的，所以每次运行都可能有不同的结果。之所以要突出形状的随机选择，是为了让大家深刻体会这一点：为了在编译的时候发出正确的调用，编译器毋需获得任何特殊的情报。对draw()的所有调用都是通过动态绑定进行的。