Java基础教程之类型转换与多态
我们之前使用类创造新的类型(type),并使用继承来便利我们创建类的过程。我将在这一讲中深入类型,并介绍多态(polymorphism)的概念。
类型检查
java的任意变量和引用经过类型声明(type declaration),才能使用。我们之前见过对象数据、类数据、方法参数、方法返回值以及方法内部的自动变量,它们都需要声明其类型。java是一种强类型(strongly typing)语言,它会对类型进行检查。如果我们错误的使用类型,将造成错误。
类型不符,卖萌无效
比如在下面的test类中,我们将一个cup类对象赋予给aperson类引用:
public class test { public static void main(string[] args) { human aperson; aperson = new cup(); } } class human { /** * constructor */ public human(int h) { this.height = h; } /** * accessor */ public int getheight() { return this.height; } /** * mutator */ public void growheight(int h) { this.height = this.height + h; } private int height; } class cup { public void addwater(int w) { this.water = this.water + w; } public void drinkwater(int w) { this.water = this.water - w; } private int water = 0; }
javac将返回:
found : cup required: human aperson = new cup(); ^ 1 error
基本类型转换
java可以对基本类型的变量进行类型转换。不同的基本类型有不同的长度和存储范围。如果我们从一个高精度类型转换到低精度类型,比如从float转换到int,那么我们有可能会损失信息。这样的转换叫做收缩变换(narrowing conversion)。这种情况下,我们需要显示的声明类型转换,比如:
public class test { public static void main(string[] args) { int a; a = (int) 1.23; // narrowing conversion system.out.println(a); } }
如果我们从低精度类型转换成高精度类型,则不存在信息损失的顾虑。这样的变换叫做宽松变换(widening conversion)。我们不需要显示的要求类型转换,java可以自动进行:
public class test { public static void main(string[] args) { int a = 3; double b; b = a; // widening conversion system.out.println(a); } }
基本类型转换
upcast与多态
在java中,引用也可以进行类型转换,但是有限制。
我们可以将一个衍生类引用转换为其基类引用,这叫做向上转换(upcast)或者宽松转换。下面的brokencup类继承自cup类,并覆盖了cup类中原有的addwater()和drinkwater()方法:
public class test { public static void main(string[] args) { cup acup; brokencup abrokencup = new brokencup(); acup = abrokencup; // upcast acup.addwater(10); // method binding } } class cup { public void addwater(int w) { this.water = this.water + w; } public void drinkwater(int w) { this.water = this.water - w; } private int water = 0; } class brokencup extends cup { public void addwater(int w) { system.out.println("shit, broken cup"); } public void drinkwater(int w) { system.out.println("om...num..., no water inside"); } }
程序运行结果:
shit, broken cup
在上面可以看到,不需要任何显示说明,我们将衍生类引用abrokencup赋予给它的基类引用acup。类型转换将由java自动进行。
我们随后调用了acup(我们声明它为cup类型)的addwater()方法。尽管acup是cup类型的引用,它实际上调用的是brokencup的addwater()方法!也就是说,即使我们经过upcast,将引用的类型宽松为其基类,java依然能正确的识别对象本身的类型,并调用正确的方法。java可以根据当前状况,识别对象的真实类型,这叫做多态(polymorphism)。多态是面向对象的一个重要方面。
多态是java的支持的一种机制,同时也是面向对象的一个重要概念。这提出了一个分类学的问题,既子类对象实际上“是”父类对象。比如一只鸟,也是一个动物;一辆汽车,也必然是一个交通工具。java告诉我们,一个衍生类对象可以当做一个基类对象使用,而java会正确的处理这种情况。
比如下面的继承关系:
我们可以说用杯子(cup)喝水(drinkwater)。实际上,喝水这个动作具体含义会在衍生类中发生很大变换。比如用吸管喝水,和从一个破杯子喝水,这两个动作差别会很大,虽然我们抽象中都讲“喝水”。我们当然可以针对每个衍生类分别编程,调用不同的drinkwater方法。然而,作为程序员,我们可以对杯子编程,调用cup的drinkwater()方法,而无论这个杯子是什么样的衍生类杯子。java会调用相应的正确方法,正如我们在上面程序中看到的。
看一个更加有意义的例子,我们给human类增加一个drink()方法,这个方法接收一个杯子对象和一个整数作为参数。整数表示喝水的水量:
public class test { public static void main(string[] args) { human guest = new human(); brokencup hiscup = new brokencup(); guest.drink(hiscup, 10); } } class human { void drink(cup acup, int w) { acup.drinkwater(w); } }
程序运行结果:
shit, no water inside
我们在human类的drink()的定义中,要求第一个参量为cup类型的引用。但在实际运用时(test类),将cup的brokencup衍生类对象。这实际上是将hiscup向上转型称为cup类,传递给drink()方法。在方法中,我们调用了drinkwater()方法。java发现这个对象实际上是brokencup对象,所以实际调用了brokencup的相应方法。
downcast
我们可以将一个基类引用向下转型(downcast)成为衍生类的引用,但要求该基类引用所指向的对象,已经是所要downcast的衍生类对象。比如可以将上面的hiscup向上转型为cup类引用后,再向下转型成为brokencup类引用。
object类型
java中,所有的类实际上都有一个共同的继承祖先,即object类。object类提供了一些方法,比如tostring()。我们可以在自己的类定义中覆盖这些方法。
object: 祖先
我们可以编写一个操作object对象的程序,就可以通过upcast,将任意对象传递给该程序。
我将在以后深入object类。
(多态的实现是依靠rtti的支持。我将在以后深入。)
总结
基本类型转换
polymorphism
downcast
object
上一篇: python之PyMongo使用总结
下一篇: Android侧滑效果简单实现代码