彻底理解面向对象的多态
一、序言
初学C++的时候,对面向对象的多态实现机制总处于模糊的理解状态。近日研究起java,才得以对其有较清晰的认识。现将我对多态的认识写成日志,以供己供人参考。
二、知识准备
在分析多态之前,有必要对一些概念巩固认识一下。
1、变量
变量是一个由标识符命名的数据项。它包括三个属性:类型、名称、值。此外,变量还具有一个作用范围。
2、区分声明和定义
对象(包括基本类型对象和引用对象)的声明和定义:
对象的声明:描述对象名称和确切类型,用于指代其他地方定义的对象。一个对象可以有多个声明;
对象的定义:确定对象的类型并分配内存,用于创建新的对象。一个对象只能有一个定义。
简言之,声明重于“描述”,定义在于“确定”,即声明仅仅向编译器描述了一个变量的内存结构,但符合该内存结构的内存区域则不一定存在,而定义则生成了一块符合该内存结构的实际内存区域。这种做法类似于接口与实现分离的思想。
3、理解Method-call(方法调用)绑定方式
1)所谓“绑定(binding)”,就是建立method call和method body(方法本体)的关联。
2)先期绑定(early binding),又称静态绑定(static binding),指绑定动作发生于程序执行前(由编译器和连接器完成)。
3)后期绑定(late binding),又称动态绑定(static binding),或执行期绑定(run-time binding),指绑定动作将在执行期间才根据对象型别而进行(由JVM实现)。
程序语言的后期绑定机制作法因语言的不同而不同,但必得有某种“型别信息”被置于对象内。
4、动态绑定工作流程如下:
假定对象o是类C1,C2,C3,…和Cn的实例,C2是C1的子类,C3是C2的子类,…,Cn是Cn-1的子类。也就是说,C1是最通用的类,Cn是最具体的类。在java中,C1是Object类。如果o调用方法p,JVM在Cn,Cn-1,Cn-2,…C2,C1中查找方法p的实现。按照这种顺序直到找到为止。一旦找到这个实现,查找将停止并且调用第一个找到的实现。
5、对象引用和对象的区别
对象引用类似一个指针的作用,它是操作对象的变量;
对象是有new关键字创建而得到的实体。
6、对象知道自己将要如何做
调用某个被覆盖的方法(直接覆盖)或某个使用覆盖方法的方法(间接覆盖)时,该方法的动作是对象创建(使用new)所使用类中定义的动作。这个动作并不是由指代该对象的引用类型所决定的。任何祖先类的变量都能存放某个后代类的对象,但该对象总是记得各个方法应使用哪种方法动作(哪怕使用强制类型转换!)。引用变量的类型不起作用。起作用的是创建对象时的类名。
7、引用变量决定了能使用的方法,而对象决定了将使用方法的哪个定义
new使用某个类名而创建了对象,但该对象却存储至某个祖先类的变量中;变量决定了该变量能使用什么方法,但对象创建所使用的类都决定了将使用方法的哪个定义。
此外,这一规则的特例是:形参决定对象调用哪一种方法,而实参决定对象调用方法的哪一种定义。