什么是多态?
- 多态是面向对象编程中的一个重要概念,它允许不同类的对象对同一消息做出响应。
- 在 Java中,多态通常体现为子类对象可以替代父类对象的特性。这意味着你可以使用父类的引用来引用子类的对象。
多态的实现原理:
多态的实现依赖于两个关键技术:运行时类型识别(RTTI)和方法表。
- RTTI 允许我们在运行时获取对象的实际类型信息。
- 每个类都有一个与之同名的 .class 文件,其中包含了 Class 对象。
- 这个Class 对象中存储了方法表,其中记录了实例方法的引用。 方法表中的指针指向实际类的方法,从而实现了多态的动态绑定。
- 在调用方法时,虚拟机根据对象的实际类型来确定调用哪个方法实现。
多态的实现方式:
子类继承父类的方式:
// 定义父类
public class Father {public void dealHouse() {System.out.println("父亲处置房产");}
}// 定义子类(大儿子和小儿子)
public class SonA extends Father {@Overridepublic void dealHouse() {System.out.println("大儿子处置房产");}
}public class SonB extends Father {@Overridepublic void dealHouse() {System.out.println("小儿子处置房产");}
}
类实现接口的方式:
// 定义父类接口
public interface Father {void dealHouse();
}// 大儿子
public class SonA implements Father {@Overridepublic void dealHouse() {System.out.println("大儿子处置房产");}
}// 小儿子
public class SonB implements Father {@Overridepublic void dealHouse() {System.out.println("小儿子处置房产");}
}
多态在框架设计中的作用和应用场景
框架设计中广泛使用多态,因为它可以提高代码的灵活性和可扩展性。
例如,Spring 框架中的依赖注入(DI)就是基于多态的概念实现的。
多态还可以用于实现插件系统、策略模式、工厂模式等。
- 抽象类和接口:框架通常会定义抽象类或接口来定义一组规范,让使用者根据自己的需求来实现具体的功能。这种设计可以提高代码的可扩展性和灵活性。
- 依赖注入:依赖注入是一种设计模式,其中对象在运行时被传递给另一个对象。通过接口或抽象类定义依赖,可以轻松地在不同的实现之间切换,从而实现灵活的组件替换和解耦合。
- 策略模式:策略模式允许在运行时选择算法的行为。通过将不同的算法实现为同一接口的实现类,框架可以在不修改现有代码的情况下轻松地添加新的算法。
- 模板方法模式:模板方法模式定义了一个算法的骨架,将其中的一些步骤延迟到子类中实现。通过多态,子类可以根据需要来重写这些方法,从而定制算法的行为。
- 回调函数:在框架中,可以使用接口来定义回调函数,让使用者提供自己的实现。框架在适当的时候调用这些回调函数,从而实现自定义的业务逻辑。