对向上转型的理解

Aidol

发布于 2020-07-23 16:58:30

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发布于 2020-07-23 16:58:30

文章被收录于专栏：苦旅

下面是《Java开发入行真功夫》中关于Java向上转型的讲解

我们在现实中常常这样说：这个人会唱歌。在这里，我们并不关心这个人是黑人还是白人，是成人还是小孩，也就是说我们更倾向于使用抽象概念“人”。再例如，麻雀是鸟类的一种（鸟类的子类），而鸟类则是动物中的一种（动物的子类）。我们现实中也经常这样说：麻雀是鸟。这两种说法实际上就是所谓的向上转型，通俗地说就是子类转型成父类。这也符合Java提倡的面向抽象编程思想。来看下面的代码

package a.b;
public class A {
public void a1() {
       System.out.println("Superclass");
}
}

A的子类B：

package a.b;
public class B extends A {
public void a1() {
       System.out.println("Childrenclass"); //覆盖父类方法
}
       public void b1(){} //B类定义了自己的新方法
}

C类：

package a.b;
public class C {
public static void main(String[] args) {
       A a = new B(); //向上转型
       a.a1();
}
}

如果运行C，输出的是Superclass 还是Childrenclass？不是你原来预期的Superclass，而是Childrenclass。这是因为a实际上指向的是一个子类对象。当然，你不用担心，Java虚拟机会自动准确地识别出究竟该调用哪个具体的方法。不过，由于向上转型，a对象会遗失和父类不同的方法，例如b1()。有人可能会提出疑问：这不是多此一举吗？我们完全可以这样写：

B a = new B();
a.a1();

确实如此！但这样就丧失了面向抽象的编程特色，降低了可扩展性。其实，不仅仅如此，向上转型还可以减轻编程工作量。来看下面的显示器类Monitor：

package a.b;
public class Monitor{
public void displayText() {}
public void displayGraphics() {}
}

液晶显示器类LCDMonitor是Monitor的子类：

package a.b;
public class LCDMonitor extends Monitor {
public void displayText() {
       System.out.println("LCD display text");
}
public void displayGraphics() {
       System.out.println("LCD display graphics");
}
}

阴极射线管显示器类CRTMonitor自然也是Monitor的子类：

package a.b;
public class CRTMonitor extends Monitor {
public void displayText() {
       System.out.println("CRT display text");
}
public void displayGraphics() {
       System.out.println("CRT display graphics");
}
}

等离子显示器PlasmaMonitor也是Monitor的子类：

package a.b;
public class PlasmaMonitor extends Monitor {
public void displayText() {
       System.out.println("Plasma display text");
}
public void displayGraphics() {
       System.out.println("Plasma display graphics");
}
}

现在有一个MyMonitor类。假设没有向上转型，MyMonitor类代码如下：

package a.b;
public class MyMonitor {
public static void main(String[] args) {
       run(new LCDMonitor());
       run(new CRTMonitor());
       run(new PlasmaMonitor());
}
public static void run(LCDMonitor monitor) {
       monitor.displayText();
       monitor.displayGraphics();
}
public static void run(CRTMonitor monitor) {
       monitor.displayText();
       monitor.displayGraphics();
}
public static void run(PlasmaMonitor monitor) {
       monitor.displayText();
       monitor.displayGraphics();
}
}

可能你已经意识到上述代码有很多重复代码，而且也不易维护。有了向上转型，代码可以更为简洁：

package a.b;
public class MyMonitor {
public static void main(String[] args) {
       run(new LCDMonitor());                      //向上转型
       run(new CRTMonitor());                     //向上转型
       run(new PlasmaMonitor());            //向上转型
}
public static void run(Monitor monitor) { //父类实例作为参数
       monitor.displayText();
       monitor.displayGraphics();
}
}

我们也可以采用接口的方式，例如：

package a.b;
public interface Monitor {
abstract void displayText();
abstract void displayGraphics();
}

将液晶显示器类LCDMonitor稍作修改：
package a.b;
public class LCDMonitor implements Monitor {
public void displayText() {
       System.out.println("LCD display text");
}
public void displayGraphics() {
       System.out.println("LCD display graphics");
}
}

CRTMonitor、PlasmaMonitor类的修改方法与LCDMonitor类似，而MyMonitor可以不不作任何修改。可以看出，向上转型体现了类的多态性，增强了程序的简洁性。

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