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java - 对多态性的使用有疑问,也对多态性如何与类型转换相关?

coder 2024-03-29 原文

我向在大学学习该主题的学生讲授 Java 编程语言的基础知识。

今天他们中的一个让我对她的问题感到非常困惑,所以我告诉她给我一天的时间来思考这个问题,我会尽可能准确地给她答案。

她告诉我,当她在考试中使用关键字 instanceof 时,老师非常生气。

另外,她说老师说如果她用那个词,就没有办法证明多态性是如何工作的。

我想了很多,试图找到一种方法来证明在某些场合我们需要使用instanceof,并且即使我们使用它,该方法仍然存在一些多态性。

所以这是我做的例子:

public interface Animal
{
    public void talk();
}

class Dog implements Animal {        
    public void talk() {
        System.out.println("Woof!");
    }
}

public class Cat implements Animal
{
    public void talk() {
         System.out.println("Meow!");
    }    

    public void climbToATree() {
          System.out.println("Hop, the cat just cimbed to the tree");
    }
}

class Hippopotamus implements Animal {
    public void talk() {
        System.out.println("Roar!");
    }    
}

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        //APPROACH 1
        makeItTalk(new Cat());
        makeItTalk(new Dog());
        makeItTalk(new Hippopotamus());

       //APPROACH 2
        makeItClimbToATree(new Cat());
        makeItClimbToATree(new Hippopotamus());
    }

    public static void makeItTalk(Animal animal) {
        animal.talk();
    }

   public static void makeItClimbToATree(Animal animal) {
       if(animal instanceof Cat) {
            ((Cat)animal).climbToATree();                  
       }
       else {
           System.err.println("That animal cannot climb to a tree");
        }
    }
}

我的结论如下:

  • 第一种方法 (APPROACH 1) 是一个简单的演示,说明如何针对接口(interface)而非实现进行编程。我认为多态性在方法 makeItTalk(Animal animal) 的参数中以及方法 talk 的调用方式中是清晰可见的,通过使用 animal object.(这部分没问题)

  • 第二部分让我感到困惑。她在考试的某个时候使用了 instanceof(我不知道他们的考试情况如何),但没有被正确接受,因为老师说,你没有证明多态性。

为了帮助她理解什么时候可以使用instanceof,我想告诉她,她可以使用它,当她需要调用的方法不在接口(interface)中,而只是在实现类之一。

如您所见,只有猫可以爬到树上,让河马或狗爬到树上是不合逻辑的。我认为这可能是何时使用 instanceof

的示例
  • 但是方法 2 中的多态性呢?

  • 您在那里看到了多少种多态性的用途(仅方法 2)?

  • 你认为这条线有某种多态性吗?

    ((Cat)animal).climbToATree();

我认为是的,因为为了实现这种类型的转换,对象需要有一个 IS-A 关系,在某种程度上是多态性。

  • 你怎么看,正确吗?

  • 如果是,您如何用自己的话来解释,转换依赖于多态性?

最佳答案

instanceof 方法被视为错误的原因很简单。猫不是唯一可能会爬树的动物

如果您需要添加一个 Koala 类,会发生什么情况。然后你简单的 if 变成了一个不那么简单的 or。那么,当你添加另一个类时会发生什么?和另一个。还有一个。这就是为什么 instanceof 被视为糟糕的主要原因。因为它将实现耦合到一个具体的类,而不是打开它让被调用者决定要做什么。

只需实现 makeItClimbToATree() 方法即可在无法攀爬的动物上调用时抛出 CantClimbTreesException。这样你就可以两全其美。易于实现和扩展。

恕我直言,instanceof 只有 1 个真正有效的用途:在测试用例中,测试方法返回的实例是否与预期的返回类型匹配(在非类型安全语言中)。

基本上,任何其他用途很可能会被重构掉或以不同的方式设计,以消除对其使用的需求。

另一种看待它的方式是:多态性允许您从代码中消除几乎所有的条件语句。唯一无法摆脱的条件(至少是所有条件)是在对象创建方法中(例如在必须根据运行时参数选择类的工厂中)。几乎任何其他条件都可以用多态性代替。因此,根据定义,任何执行条件执行的操作都是反多态的。这并不是说它不好(Good and Good Enough 之间有巨大的差异),但在学术讨论中,它不是多态的......

永远不要忘记 60/60 规则。总开发时间的 60% 将花在维护您编写的代码上,其中 60% 的时间将花在添加新功能上。让维护更容易,您的生活也会更轻松。这就是 instanceof 不好的原因。它使初始设计更容易,但使长期维护复杂化(无论如何都更昂贵)...

关于java - 对多态性的使用有疑问,也对多态性如何与类型转换相关?,我们在Stack Overflow上找到一个类似的问题: https://stackoverflow.com/questions/6233731/

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