为什么我可以通过引用子类来访问所有方法，为什么还需要引用基类？

Question

我正在学习Java的概念，但是在继承这个概念上我有些疑惑。在继承中，我们可以将子类实例分配给基类引用，并且只能访问基类函数。我们可以将继承层次结构中的任何子类实例分配给基类引用。对于分配给特定基类引用的某种类型的实例，我们只能访问基类函数，我没有发现任何区别。

有人能够给我解释一下为什么我们要将子类实例分配给基类引用吗？这样做的必要性是什么？相反，我们不是可以从子类引用中访问那些基类函数吗？

请考虑一个特定的基类和许多继承子类来进行解释。

- satheesh

Answer 1

你可能想这么做的原因是为了创建更加健壮的设计。例如，Java中的Collections Framework。你有一个List接口，然后你有两个实现，ArrayList和LinkedList。

你可以编写程序专门使用LinkedList或ArrayList。然而，你的程序就依赖于这些特定的实现。

如果你编写程序依赖于超类型List，那么你的程序就可以适用于任何List实现。比如说，你想编写一个对List执行某些操作的方法，你可以这样写：

  public void doSomething(ArrayList a){}

这个方法只能用于ArrayList，而不能用于LinkedList。假设你想要用LinkedList来做同样的事情？难道你就要复制你的代码吗？不需要。

  public void doSomething(List l){}

将能够接受任何类型的列表。

背后的原则是针对接口而非实现进行编程。也就是说，List 定义了所有列表的函数。

有很多这种用法的例子。

- Vincent Ramdhanie

Answer 2

继承和多态是面向对象编程的基石，有几个不同的目的，简而言之：

• 通过将特定功能与基类扩展来实现代码重用
• 通过提供一组抽象的功能来进行接口设计，其中不同的实现适用于不同的要求
• 通过隐藏某些上下文中不需要的特定功能来实现封装

等等。

最后一点也强调了为什么即使实际实现提供更多功能，也可能使用受限制的功能集。以Collection接口为例。通过使用这个接口，我们关注像isEmpty、contains或size这样的方法，而不是实际的实现。

- miku

Answer 3

你所描述的是多态的本质。这个词源于希腊语，意思是“多种形式”。

如果我给你一个简单的层次结构，就像这样，你可以看到测试代码如何从每个对象中获取不同的计算实现，而不用关心它正在处理什么类型的形状:

public interface Shape
{
    double calculateArea();
}

class Circle implements Shape
{
    private double radius;

    Circle(double r) { this.radius = r; }

    public double calculateArea() { return Math.PI*radius*radius; }
}

class Square implements Shape
{
    private double side;

    Square(double s) { this.side = s; }

    public double calculateArea() { return side*side; }
}

// This would be a separate JUnit or TestNG annotated test.
public class ShapeTest
{
    @Test
    public void testCalculateArea()
    {
        Map<Shape, Double> expected = new HashMap<Shape, Double>()
        {{
            put(new Circle(1.0), Math.PI);
            put(new Square(1.0), 1.0);            
        }};


        for (Shape shape : expected.keySet())
        {
            Assert.assertEquals(expected.get(shape), shape.calculateArea());
        }       
    }
}

- duffymo

Answer 4

假设Vehicle是基类，Car和Plane是子类。假设Vehicle有一个方法move()。

Car通过在道路上行驶来覆盖它。Plane通过飞行来覆盖它。 为什么move()应该是Vehicle基类的一部分？ 因为任何车辆都可以移动。但我们不能在Vehicle中实现move()，因为所有车辆的移动方式不同，即没有共同的行为。我们仍然希望将其放在基类中，以便我们可以拥有多态行为，即我们可以编写像下面这样的代码。正如您所看到的，只有一个名为runVehicle(...)的方法可以在任何Vehicle类上工作。

void runVehicle(Vehicle v)
{
  v.move();
}

Car c=new Car();
runVehicle(c);

Plane p=new Plane();
runPlane(p);

- Aravind Yarram

Answer 5

多态性。

我是一个方法，可以给你一个List<String>。关于我实际给你的东西，你需要知道的只是它是一个列表，并具有列表的行为和语义，即你可以将东西放入其中，它会维护它们的顺序，并且你可以遍历它。

你不需要知道我如何存储东西，如何使它们可访问等等。那些都不重要。对于你来说，它可能是一个LinkedList<String>，一个ArrayList<String>或者完全新的东西。可以这么说，我已经选择了一些东西，你可以愉快地使用它。

当你使用继承来扩展类并添加新行为时，你确实需要引用子类才能访问它。这两种方法有些互补，但是使用情况不同。

- Rob

Answer 6

除非API要求，否则没有真正的必要这样做。例如，如果在特定的API或代码库中存在一个

void ReallyUsefulFunction(BaseClass instance)

如果您想使用某个类，您可以从BaseClass派生一个类，并在SubClass中实现其方法。然后，您现在可以将子类传递给函数。

尽管如此，在技术上，您仍然可以实现自己的类。

void MyReallyUsefulFunction(MyClass instance)

这段代码模仿了相同的功能。但正如MYYM所解释的那样，代码重用等好处可能是巨大的，这就是你想利用多态性的时候。

- Jake