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发表于 2019-08-26 15:24:39 | 查看: 5082| 回复: 0

java中多态在实际开发中的作用

java中多态在实际开发中的作用

以上学习了多态的基础语法,多态在实际开发中有什么作用呢?我们先来了解一个业务背景:请设计一个系统,描述主人喂养宠物的场景,首先在这个场景当中应该有“宠物对象”,宠物对象应该有一个吃的行为,另外还需要一个“主人对象”,主人对象应该有一个喂的行为,请看代码:

//宠物狗
public class Dog {
	String name;
	public Dog(String name){
		this.name = name;
	}
	//吃的行为
	public void eat(){
		System.out.println(this.name + "在啃肉骨头!");
	}
}
//主人
public class Master {
	//喂养行为
	public void feed(Dog dog){
		//主人喂养宠物,宠物就吃
		System.out.println("主人开始喂食儿");
		dog.eat();
		System.out.println("主人喂食儿完毕");
	}
}
public class Test {
	public static void main(String[] args) {
		//创建狗对象
		Dog dog = new Dog("二哈");
		//创建主人对象
		Master master = new Master();
		//喂养
		master.feed(dog);
	}
}

运行结果如下图所示:

java中多态在实际开发中的作用_www.wityx.com

图13-13:运行结果

以上程序编译和运行都很正常,输出结果也是对的,那么存在什么问题吗?假设后期用户提出了新的需求,软件可能面临着功能扩展,这个扩展会很方便吗?假设现在主人家里又来了一个宠物猫,那该怎么办呢?请看代码:

在以上代码的基础之上,新增了一个Cat类,来表示宠物猫,这个对于程序来说是可以接受的:

//宠物猫
public class Cat {
	String name;
	public Cat(String name){
		this.name = name;
	}
	//吃的行为
	public void eat(){
		System.out.println(this.name + "在吃鱼!");
	}
}

另外,除了增加一个Cat类之外,我们还需要“修改”Master主人类的源代码,这件事儿是我们程序员无法容忍的,因为修改之前写好的源代码就面临着重新编译、重新全方位的测试,这是一个巨大的工作,维护成本很高,也很麻烦:

//主人
public class Master {
	//喂养行为
	public void feed(Dog dog){
		//主人喂养宠物,宠物就吃
		System.out.println("主人开始喂食儿");
		dog.eat();
		System.out.println("主人喂食儿完毕");
	}
	//喂养行为
	public void feed(Cat cat){
		//主人喂养宠物,宠物就吃
		System.out.println("主人开始喂食儿");
		cat.eat();
		System.out.println("主人喂食儿完毕");
	}
}
public class Test {
	public static void main(String[] args) {
		//创建狗对象
		Dog dog = new Dog("二哈");
		//创建主人对象
		Master master = new Master();
		//喂养
		master.feed(dog);
		//创建猫对象
		Cat cat = new Cat("汤姆");
		//喂养
		master.feed(cat);
	}
}

运行结果如下图所示:

java中多态在实际开发中的作用_www.wityx.com

图13-14:运行结果

在软件开发过程中,有这样的一个开发原则:开闭原则。开闭原则(OCP)是面向对象设计中“可复用设计”的基石,是面向对象设计中最重要的原则之一,其它很多的设计原则都是实现开闭原则的一种手段。1988年,勃兰特·梅耶(Bertrand Meyer)在他的著作《面向对象软件构造(Object Oriented Software Construction)》中提出了开闭原则,它的原文是这样:“Software entities should be open for extension,but closed for modification”。翻译过来就是:“软件实体应当对扩展开放,对修改关闭”。这句话说得略微有点专业,我们把它讲得更通俗一点,也就是:软件系统中包含的各种组件,例如模块(Modules)、类(Classes)以及功能(Functions)等等,应该在不修改现有代码的基础上,引入新功能。开闭原则中“开”,是指对于组件功能的扩展是开放的,是允许对其进行功能扩展的;开闭原则中“闭”,是指对于原有代码的修改是封闭的,即修改原有的代码对外部的使用是透明的。

以上程序在扩展的过程当中就违背了OCP原则,因为在扩展的过程当中修改了已经写好的Master类,怎样可以解决这个问题呢?多态可以解决,请看代码:

//宠物类
public class Pet {
	String name;
	//吃的行为
	public void eat(){
	}
}
//宠物猫
public class Cat extends Pet{
	public Cat(String name){
		this.name = name;
	}
	//吃的行为
	public void eat(){
		System.out.println(this.name + "在吃鱼!");
	}
}
//宠物狗
public class Dog extends Pet{
	public Dog(String name){
		this.name = name;
	}
	//吃的行为
	public void eat(){
		System.out.println(this.name + "在啃肉骨头!");
	}
}
//主人
public class Master {
	//喂养行为
	public void feed(Pet pet){
		//主人喂养宠物,宠物就吃
		System.out.println("主人开始喂食儿");
		pet.eat();
		System.out.println("主人喂食儿完毕");
	}
}
public class Test {
	public static void main(String[] args) {
		//创建狗对象
		Dog dog = new Dog("二哈");
		//创建主人对象
		Master master = new Master();
		//喂养
		master.feed(dog);
		//创建猫对象
		Cat cat = new Cat("汤姆");
		//喂养
		master.feed(cat);
	}
}

运行结果如下图所示:

java中多态在实际开发中的作用_www.wityx.com

图13-15:使用多态机制

在以上程序中,Master类中的方法feed(Pet pet)的参数类型定义为更加抽象的Pet类型,而不是具体Dog宠物,或者Cat宠物,显然Master类和具体的Dog、Cat类解耦合了,依赖性弱了,这就是我们通常所说的面向抽象编程,尽量不要面向具体编程,面向抽象编程会让你的代码耦合度降低,扩展能力增强,从而符合OCP的开发原则。假如说这会再来一个新的宠物猪呢,我们只需要这样做,新增加一个“宠物猪类”,然后宠物猪类Pig继承宠物类Pet,并重写eat()方法,然后修改一下测试类就行了,整个过程我们是不需要修改Master类的,只是额外增加了一个新的类:

public class Pig extends Pet {
	public Pig(String name){
		this.name = name;
	}
	//吃的行为
	public void eat(){
		System.out.println(this.name + "在吃粥!");
	}
}
public class Test {
	public static void main(String[] args) {
		//创建狗对象
		Dog dog = new Dog("二哈");
		//创建主人对象
		Master master = new Master();
		//喂养
		master.feed(dog);
		//创建猫对象
		Cat cat = new Cat("汤姆");
		//喂养
		master.feed(cat);
		//创建宠物猪对象
		Pig pig = new Pig("小猪猪");
		master.feed(pig);
	}
}

运行结果如下图所示:

java中多态在实际开发中的作用_www.wityx.com

图13-16:运行结果

以上程序中到底哪里使用了多态机制呢?请看下图:

java中多态在实际开发中的作用_www.wityx.com

图13-17:哪里使用了多态机制

通过以上内容的学习,我们可以看到多态在开发中联合方法覆盖一起使用,可以降低程序的耦合度,提高程序的扩展力。在开发中尽可能面向抽象编程,不要面向具体编程,好比电脑主板和内存条的关系一样,主板和内存条件之间有一个抽象的符合某个规范的插槽,不同品牌的内存条都可以插到主板上使用,2个G的内存条和4个G的内存条都可以插上,但最终的表现结果是不同的,2个G的内存条处理速度慢一些,4个G的快一些,这就是多态,所谓多态就是同一个行为作用到不同的对象上,最终的表现结果是不同的,主要的要求就是对象是可以进行灵活切换的,灵活切换的前提就是解耦合,解耦合依赖多态机制。


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