類的高級特征(對多態(tài)、抽象和接口的理解2學時)

主講教師張智計算機學院軟件工程系對多態(tài)、抽象和接口的理解編程：模擬計算機與移動存儲設(shè)備的Read和Write操作。移動設(shè)備：

U盤類和移動硬盤類，含有兩個方法Read和Write。計算機類：

能調(diào)用移動設(shè)備讀寫操作。擴展性要求：

由于可能會有新的移動存儲設(shè)備(如MP3播放器)，所以計算機類必須有擴展性。

新設(shè)備可能有新的方法，如MP3Player新加一個PlayMusic方法。4種方案方案1：簡單直白方案2：抽象類方案3：接口方案4：多接口方案1：簡單直白分別定義U盤FlashDisk類和移動硬盤MobileHardDisk類實現(xiàn)各自的Read和Write方法Computer類中包含上述移動設(shè)備類列表最后再測試擴展：新加MP3Player類FlashDisk類classFlashDisk{

publicvoidRead(){ System.out.println("ReadingfromFlashDisk……"); System.out.println("Readfinished!"); }

publicvoidWrite(){ System.out.println("WritingtoFlashDisk……"); System.out.println("Writefinished!"); }}MobileHardDisk類classMobileHardDisk{

publicvoidRead(){ System.out.println("ReadingfromMobileHardDisk……"); System.out.println("Readfinished!"); }

publicvoidWrite(){ System.out.println("WritingtoMobileHardDisk……"); System.out.println("Writefinished!"); } }Computer類classComputer{

FlashDiskfd; MobileHardDiskmhd;

publicComputer(){ } publicComputer(FlashDiskfd){ this.fd=fd; } publicComputer(MobileHardDiskmhd){ this.mhd=mhd; } }假設(shè)構(gòu)造函數(shù)是設(shè)備驅(qū)動移動設(shè)備列表Computer類需要實例化這些移動設(shè)備測試publicclasstest{ publicstaticvoidmain(String[]args){ FlashDiskfd=newFlashDisk();

Computercmp1=newComputer(fd);

cmp1.fd.Write();MobileHardDiskmhd=newMobileHardDisk();

Computercmp2=newComputer(mhd); cmp2.mhd.Write();

}}此時考慮以后的擴展性，如：MP3Playermp3=newMP3Player();Computercmp3=newComputer(mp3);cmp3.mp3.PlayMusic();Computer對象調(diào)用不同設(shè)備實現(xiàn)操作新設(shè)備MP3Player類classMP3Player{

publicvoidRead(){ System.out.println("ReadingfromMP3Player……"); System.out.println("Readfinished!"); }

publicvoidWrite(){ System.out.println("WritingtoMP3Player……"); System.out.println("Writefinished!"); }

publicvoidPlayMusic(){//添加一個新方法 System.out.println("Musicisplaying……"); } }思考：此時Computer會怎樣？此時修改Computer類classComputer{ FlashDiskfd; MobileHardDiskmhd;

MP3Playermp3;//新加設(shè)備

…

publicComputer(MP3Playermp3){//新加設(shè)備驅(qū)動

this.mp3=mp3; } }修改Computer類以兼容各種移動設(shè)備導致擴展性很差這就如在一個真實的計算機上，當有了一種新的移動存儲設(shè)備后，就要將計算機大卸八塊，然后增加一個新的插口，再編寫一套針對此新設(shè)備的驅(qū)動程序。這種設(shè)計顯然不可取?！痉祷亍糠桨?：抽象類抽象類可實現(xiàn)多態(tài)性。定義一個抽象類MobileStorage（含Read和Write抽象方法）移動設(shè)備類（U盤FlashDisk、移動硬盤MobileHardDisk）繼承extends抽象類，類中的代碼不變。Computer類使用抽象類來替換移動設(shè)備列表，利用多態(tài)性而不必將移動存儲類硬編碼在Computer中。新建抽象類：MobileStorageabstractclassMobileStorage{ publicabstractvoidRead(); publicabstractvoidWrite();}FlashDisk、MobileHardDisk類添加繼承：classFlashDiskextendsMobileStorage{

//類中的代碼不變}…改造Computer類classComputer{

MobileStoragems;

publicComputer(){

}

publicComputer(MobileStoragems){

this.ms=ms; } }無需為每個設(shè)備寫驅(qū)動這樣代碼得到簡化只需使用抽象對象抽象類運行時動態(tài)綁定具體子類測試publicclasstest{ publicstaticvoidmain(String[]args){ FlashDiskfd=newFlashDisk(); Computercmp1=newComputer(fd); cmp1.ms.Write();MobileHardDiskmhd=newMobileHardDisk(); Computercmp2=newComputer(mhd); cmp2.ms.Write();

}}抽象類實現(xiàn)多態(tài)性新設(shè)備MP3Player類classMP3PlayerextendsMobileStorage{

publicvoidRead(){ System.out.println("ReadingfromMP3Player……"); System.out.println("Readfinished!"); } publicvoidWrite(){ System.out.println("WritingtoMP3Player……"); System.out.println("Writefinished!"); }

publicvoidPlayMusic(){//添加一個新方法 System.out.println("Musicisplaying……"); }

}思考：此時Computer又會怎樣？繼承抽象類類中代碼保持不變(--不再變化)測試擴展性--新設(shè)備publicclasstest{ publicstaticvoidmain(String[]args){ … MP3Playermp3=newMP3Player(); Computercmp2=newComputer(mp3);

((MP3Player)cmp2.ms).PlayMusic();

}}父對象要訪問子對象成員時必須先強制轉(zhuǎn)化為子對象【返回】方案3：接口用接口實現(xiàn)多態(tài)。定義一個接口IMobileStorage（含Read和Write方法聲明）移動設(shè)備類實現(xiàn)implements接口，類中的代碼不變。Computer類使用接口作為設(shè)備列表，利用多態(tài)性實現(xiàn)動態(tài)替換移動設(shè)備。新建接口IMobileStorageinterfaceIMobileStorage{ publicvoidRead(); publicvoidWrite();}FlashDisk、MobileHardDisk、MP3Player類均要實現(xiàn)接口：classFlashDiskimplementsIMobileStorage{//類中的代碼不變}…簡單修改一下Computer類classComputer{

IMobileStorageims;

publicComputer(){

}

publicComputer(IMobileStorageims){

this.ims=ims; } }將抽象對象換成接口類型接口運行時動態(tài)綁定具體類測試publicclasstest{ publicstaticvoidmain(String[]args){ FlashDiskfd=newFlashDisk(); Computercmp1=newComputer(fd); cmp1.ims.Write();

MP3Playermp3=newMP3Player(); Computercmp2=newComputer(mp3); ((MP3Player)cmp2.ims).PlayMusic(); }}接口實現(xiàn)多態(tài)性何時用抽象類or接口看動機。如果主要是為了實現(xiàn)多態(tài)性，而不是為了代碼重用，就用接口。【返回】方案4：多接口例如新設(shè)備--只讀光盤，它只實現(xiàn)讀方法而沒有寫方法，因此須采用多接口方案。如果我們知道以后出現(xiàn)的東西都是能讀又能寫的，那這多接口接口設(shè)計就沒有必要了?？傊悍乐乖O(shè)計不足，也要防止設(shè)計過度。方案4：多接口定義2個接口IReadable和IWritable，兩個接口分別只包含Read和Write。定義接口IMobileStorage