面向对象-重载、重写、多态

时间:2021-07-14 16:14:10

重载(Overloading)

Overloading是重载,一般是用于在一个类内实现若干重载的方法,这些方法的名称相同而参数形式不同。

1)方法重载是让类以统一的方式处理不同类型数据的一种手段。多个同名函数同时存在,具有不同的参数个数/类型。重载Overloading是一个类中多态性的一种表现。
2)Java的方法重载,就是在类中可以创建多个方法,它们具有相同的名字,但具有不同的参数和不同的定义。
调用方法时通过传递给它们的不同参数个数和参数类型来决定具体使用哪个方法, 这就是多态性。
3)重载的时候,方法名要一样,但是参数类型和个数不一样,返回值类型可以相同也可以不相同。
无法以返回型别作为重载函数的区分标准。

重载的规则:

1)在使用重载时只能通过相同的方法名、不同的参数形式实现。不同的参数类型可以是不同的参数类型,不同的参数个数,不同的参数顺序(参数类型必须不一样);
2)不能通过访问权限、返回类型、抛出的异常进行重载;
3)方法的异常类型和数目不会对重载造成影响;

多态的概念比较复杂,有多种意义的多态,一个有趣但不严谨的说法是:继承是子类使用父类的方法,而多态则是父类使用子类的方法。一般,我们使用多态是为了避免在父类里大量重载引起代码臃肿且难于维护。

除构造器以外,编译器禁止在其他任何地方中调用构造器。

重写(Overriding)

重写(Overriding)是重写(覆盖)了一个方法,以实现不同的功能。一般是用于子类在继承父类时,重写(重新实现)父类中的方法。

1)父类与子类之间的多态性,对父类的函数进行重新定义。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)。在Java中,子类可继承父类中的方法,而不需要重新编写相同的方法。但有时子类并不想原封不动地继承父类的方法,而是想作一定的修改,这就需要采用方法的重写。方法重写又称方法覆盖。
2)若子类中的方法与父类中的某一方法具有相同的方法名、返回类型和参数表,则新方法将覆盖原有的方法。如需父类中原有的方法,可使用super关键字,该关键字引用了当前类的父类。
3)子类函数的访问修饰权限不能少于父类的。

重写方法的规则:

1)参数列表必须完全与被重写的方法相同,否则不能称其为重写而是重载。
2)返回的类型必须一直与被重写的方法的返回类型相同,否则不能称其为重写而是重载。
3)访问修饰符的限制一定要大于被重写方法的访问修饰符(public>protected>default>private)
4)重写方法一定不能抛出新的检查异常或者比被重写方法申明更加宽泛的检查型异常。例如:父类的一个方法申明了一个检查异常IOException,在重写这个方法是就不能抛出Exception,只能抛出IOException的子类异常,可以抛出非检查异常。

多态

多态就是指程序中定义的引用变量所指向的具体类型和通过该引用变量发出的方法调用在编程时并不确定,而是在程序运行期间才确定,即一个引用变量倒底会指向哪个类的实例对象,该引用变量发出的方法调用到底是哪个类中实现的方法,必须在由程序运行期间才能决定。
不修改程序代码就可以改变程序运行时所绑定的具体代码,让程序可以选择多个运行状态,这就是多态性。
实现多态的技术称之为动态绑定(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。
多态的主要作用是消除类型之间的耦合关系。

存在多态的必要条件

1)要有继承;
2)要有重写;
3)父类引用指向子类对象。

多态的优点:
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。例如,在实现了圆锥、半圆锥以及半球体的多态基础上,很容易增添球体类的多态性。
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。

指向子类的父类引用由于向上转型了,它只能访问父类中拥有的方法和属性,而对于子类中存在而父类中不存在的方法,该引用是不能使用的,尽管是重载该方法。若子类重写了父类中的某些方法,在调用该些方法的时候,必定是使用子类中定义的这些方法(动态连接、动态调用)。
对于面向对象而言,多态分为编译时多态和运行时多态。其中编辑时多态是静态的,主要是指方法的重载,它是根据参数列表的不同来区分不同的函数,通过编辑之后会变成两个不同的函数,在运行时谈不上多态。而运行时多态是动态的,它是通过动态绑定来实现的,也就是我们所说的多态性。

实现多态有三个必要条件:继承、重写、向上转型

继承:在多态中必须存在有继承关系的子类和父类
重写:子类对父类中某些方法进行重新定义,在调用这些方法时就会调用子类的方法
向上转型:在多态中需要将子类的引用赋给父类对象,只有这样该引用才能够具备技能调用父类的方法和子类的方法 

同一个继承结构中使用统一的逻辑实现代码处理不同的对象,从而达到执行不同的行为。

多态的实现机制遵循一个原则: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。

多态实现形式
在Java中有两种形式可以实现多态分别是继承和接口。

基于继承实现机制主要表现在父类和继承该父类的一个或多个子类对某些方法的重写,多个子类对同一方法的重写可以表现出不同的行为。

对于引用子类的父类类型,在处理该引用时,它适用于继承该父类的所有子类,子类对象的不同,对方法的实现也就不同,执行相同动作产生的行为也就不同。

基于接口实现的多态,继承是通过重写父类的同一方法的几个不同子类来体现的,那么就可就是通过实现接口并覆盖接口中同一方法的几个不同的类体现的。

在接口的多态中,指向接口的引用必须是指定这实现了该接口的一个类的实例程序,在运行时,根据对象引用的实际类型来执行对应的方法。

继承都是单继承,只能为一组相关的类提供一致的服务接口。但是接口可以是多继承多实现,它能够利用一组相关或者不相关的接口进行组合与扩充,能够对外提供一致的服务接口。所以它相对于继承来说有更好的灵活性。

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,但是它仍然要根据继承链中方法调用的优先级来确认方法,该优先级为:this.show(O)、super.show(O)、this.show((super)O)、super.show((super)O)。