8、多态详解

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在此要向将polymorphism翻译成“多态”的人致敬！

因为多态的英文实在是太难理解了，而中文翻译得又如此形象如此贴切。

 

从字面意思上就可以看出，多态就是“多种形态”的意思。但仔细探究一下：“多种形态”其实还是没法很好的理解，不同的人也还是会有不同的理解。

 

动画片看得多的同学可能会以为：多种形态，就是很多种变身啦 ：），就像孙悟空72变一样，一会儿可以变成房子，一会儿可以变成牛魔王。。。。。。

 

擅长盛装打扮的美女可能会以为：多种形态，其实就是换不同的衣服嘛，你看我一会文艺小清新打扮，一会儿高贵典雅的贵妇人装束，一会儿小鸟依人的淑女形象。。。。。。

 

学院派技术宅男可能会以为：多种形态，其实就是多种状态啦，比如说TCP协议栈有XX种状态，线程有XX种状态。。。。。。

 

还可能有很多其它各种各样的理解，但在面向对象领域，这些理解都不正确，多态不是变身、不是换装、不是状态变化，而是“多胎”！！

 

你可能会很惊讶，以为这里是打字打错了，怎么可能是“多胎”呢？“多胎”又是什么意思呢？

 

多胎在这里也是一个形象的说法，在面向对象领域，多态的真正含义是：使用指向父类的指针或者引用，能够调用子类的对象。

 

我们以java程序为例：

Animal.java

1 package com.oo.base.polymorphism;  
2   
3 /** 
4  * 这是父类 
5  * 
6  */  
7 public abstract class Animal {  
8     abstract String talk();  
9 }  

Dog.java

 1 package com.oo.base.polymorphism;  
 2   
 3 /** 
 4  * 子类：狗 
 5  * 
 6  */  
 7 public class Dog extends Animal {  
 8   
 9     public Dog() {  
10           
11     }  
12   
13     @Override  
14     String talk() {  
15           
16         return "Dog......wang wang";  
17     }  
18   
19 }  

Pig.java

 1 package com.oo.base.polymorphism;  
 2   
 3 /** 
 4  * 子类：猪 
 5  * 
 6  */  
 7 public class Pig extends Animal {  
 8   
 9     public Pig() {  
10           
11     }  
12   
13     @Override  
14     String talk() {  
15           
16         return "Pig......ao ao";  
17     }  
18   
19 }  

Cat.java

 1 package com.oo.base.polymorphism;  
 2   
 3 /** 
 4  * 子类：猫 
 5  * 
 6  */  
 7 public class Cat extends Animal {  
 8   
 9     public Cat() {  
10           
11     }  
12   
13     @Override  
14     String talk() {  
15           
16         return "Cat......miao miao";  
17     }  
18   
19 }  

Test.java

 1 package com.oo.base.polymorphism;  
 2   
 3 public class Test1 {  
 4       
 5     /** 
 6      *  
 7      * @param a Animal  这个参数就是“多态”的具体表现形式 
 8      */  
 9     public static void write(Animal a) {  
10         //在调用a.talk()的时候, 函数并不知道a究竟是Pig，Dog，还是Cat，只知道是一个Animal  
11         System.out.println(a.talk());   
12     }  
13       
14     public static void main(String[] args) {  
15         //在调用write函数的时候，可以传入Cat/Dog/Pig对象，并且输出也不一样  
16         write(new Cat()); //传入Cat，输出"Cat......miao miao"  
17         write(new Dog()); //传入Dog，输出"Dog......wang wang"  
18         write(new Pig()); //传入Pig，输出"Pig......ao ao"  
19     }  
20 }  

从上面的样例可以看出，Pig、Dog、Cat是三个Animal的子类，在函数调用的时候，参数类型指定为Animal，但具体传入的参数值可以是Animal的子类Pig、Dog、Cat，也就是说：指定为Animal类型的参数，可以为Pig，也可以为Dog，也可以为Cat，总共有3中不同的形态。

 

多态的特性在面向对象编程的领域中具有十分重要的作用。多态屏蔽了子类对象的差异，使得调用者可以写出通用性的代码，而无需针对每个子类都需要写不同的代码。

例如，如上的样例，如果没有多态，Test的write函数就必须这么写了：

 1 package com.oo.base.polymorphism;  
 2   
 3 /** 
 4  * 不支持多态的Test实现 
 5  * 
 6  */  
 7 public class Test2 {  
 8       
 9     /** 
10      * 如果不支持多态，每个write函数都需要和具体的子类对应， 
11      * writeCat对应Cat子类 
12      * @param a 
13      */  
14     public static void writeCat(Cat a) {  
15         System.out.println(a.talk());   
16     }  
17       
18     /** 
19      * 如果不支持多态，每个write函数都需要和具体的子类对应， 
20      * writeDog对应Dog子类 
21      * @param a 
22      */  
23     public static void writeDog(Dog a) {  
24         System.out.println(a.talk());   
25     }  
26       
27     /** 
28      * 如果不支持多态，每个write函数都需要和具体的子类对应， 
29      * writePig对应Pig子类 
30      * @param a 
31      */  
32     public static void writePig(Pig a) {  
33         System.out.println(a.talk());   
34     }  
35       
36     public static void main(String[] args) {  
37           
38         //需要针对每个子类调用不同的函数  
39         writeCat(new Cat()); //传入Cat，输出"Cat......miao miao"  
40         writeDog(new Dog()); //传入Dog，输出"Dog......wang wang"  
41         writePig(new Pig()); //传入Pig，输出"Pig......ao ao"  
42     }  
43 }  

上面的代码与Test1的代码对比，很明显Test1的要清晰和简洁很多，要少写很多代码。

 

除了能够让代码清晰简洁外，多态还有一个更加重要的作用：

当增加新的子类时，调用者的代码无需变动就能适用新的子类。

以Test1为例，假设我们增加一个Cock的Animal子类，Test1的代码无需任何改变就可以支持Cock类，而Test2则需要增加一个writeCock的函数。