我是Java编程的新手,试图掌握OOP的诀窍。

所以我创建了这个抽象类:

public abstract class Vehicle{....}

和2个子类:

public class Car extends Vehicle{....}
public class Boat extends Vehicle{....}

Car和Boat还拥有一些不常见的独特字段和方法(没有相同的名称,所以我无法在Vehicle中为它们定义抽象方法)。

现在在mainClass中我已经设置了我的新车库:

Vehicle[] myGarage= new Vehicle[10];
myGarage[0]=new Car(2,true);
myGarage[1]=new Boat(4,600);

我对多态性非常满意,直到我尝试访问Car特有的一个字段,例如:

boolean carIsAutomatic = myGarage[0].auto;

编译器不接受。我使用类型转换解决了这个问题:

boolean carIsAutomatic = ((Car)myGarage[0]).auto;

工作……但它对方法没有帮助,只对字段有帮助。意思是我做不到

(Car)myGarage[0].doSomeCarStuff();

我的问题是,我的车库里到底有什么?我试图获得直觉,并理解“幕后”发生了什么。


为了方便以后的读者,以下是对答案的简要总结:

Yes, there's a Car in myGarage[] Being a static typed language, the Java compiler will not lend access to methods/fields that are non-"Vehicle", if accessing those through a data structure based on the Vehicle super class( such as Vehicle myGarage[]) As for how to solve, there are 2 main approaches below: Use type casting, which will ease the compiler's concerns and leave any errors in the design to run time The fact that I need casting says the design is flawed. If I need access to non-Vehicle capabilities then I shouldn't be storing the Cars and Boats in a Vehicle based data structure. Either make all those capabilities belong to Vehicle, or use more specific (derived) type based structures In many cases, composition and/or interfaces would be a better alternative to inheritance. Probably the subject of my next question... Plus many other good insights down there, if one does have the time to browse through the answers.


当前回答

我真的只是汇集了其他人的想法(我不是Java的人,所以这是伪的而不是实际的),但是,在这个人为的例子中,我将把我的汽车检查方法抽象为一个专门的类,它只知道汽车,只关心查看车库时的汽车:

abstract class Vehicle { 
    public abstract string getDescription() ;
}

class Transmission {
    public Transmission(bool isAutomatic) {
        this.isAutomatic = isAutomatic;
    }
    private bool isAutomatic;
    public bool getIsAutomatic() { return isAutomatic; }
}

class Car extends Vehicle {
    @Override
    public string getDescription() { 
        return "a car";
    }

    private Transmission transmission;

    public Transmission getTransmission() {
        return transmission;
    }
}

class Boat extends Vehicle {
    @Override
    public string getDescription() {
        return "a boat";
    }
}

public enum InspectionBoolean {
    FALSE, TRUE, UNSUPPORTED
}

public class CarInspector {
    public bool isCar(Vehicle v) {
        return (v instanceof Car);
    }
    public bool isAutomatic(Car car) {
        Transmission t = car.getTransmission();
        return t.getIsAutomatic();
    }
    public bool isAutomatic(Vehicle vehicle) {
        if (!isCar(vehicle)) throw new UnsupportedVehicleException();
        return isAutomatic((Car)vehicle);
    }
    public InspectionBoolean isAutomatic(Vehicle[] garage, int bay) {
        if (!isCar(garage[bay])) return InspectionBoolean.UNSUPPORTED;
        return isAutomatic(garage[bay]) 
             ? InspectionBoolean.TRUE
             : InspectionBoolean.FALSE;
    }
}

重点是,当你问汽车的传动装置时你已经决定只关心汽车了。所以只要问问CarInspector就行了。多亏了三状态枚举,你现在可以知道它是自动的,甚至它不是一辆车。

当然,你需要为你关心的每辆车使用不同的vehicleinspector。你已经把哪个VehicleInspector实例化的问题推到了链上。

因此,您可能想要查看接口。

抽象getTransmission到接口(例如hastrtransmission)。这样,你就可以检查车辆是否有变速器,或者写一个TransmissionInspector:

abstract class Vehicle { }

class Transmission {
    public Transmission(bool isAutomatic) {
        this.isAutomatic = isAutomatic;
    }
    private bool isAutomatic;
    public bool getIsAutomatic() { return isAutomatic; }
}

interface HasTransmission { 
    Transmission getTransmission(); 
}

class Car extends Vehicle, HasTransmission {
    private Transmission transmission;

    @Override
    public Transmission getTransmission() {
        return transmission;
    }
}

class Bus extends Vehicle, HasTransmission {
    private Transmission transmission;

    @Override
    public Transmission getTransmission() {
        return transmission;
    }
}

class Boat extends Vehicle { }

enum InspectionBoolean {
    FALSE, TRUE, UNSUPPORTED
}

class TransmissionInspector {
    public bool hasTransmission(Vehicle v) {
        return (v instanceof HasTransmission);
    }
    public bool isAutomatic(HasTransmission h) {
        Transmission t = h.getTransmission();
        return t.getIsAutomatic();
    }
    public bool isAutomatic(Vehicle v) {
        if (!hasTranmission(v)) throw new UnsupportedVehicleException();
        return isAutomatic((HasTransmission)v);
    }
    public InspectionBoolean isAutomatic(Vehicle[] garage, int bay) {
        if (!hasTranmission(garage[bay])) return InspectionBoolean.UNSUPPORTED;
        return isAutomatic(garage[bay]) 
             ? InspectionBoolean.TRUE
             : InspectionBoolean.FALSE;
    }
}

现在你说,你只关心变速器,而不考虑车辆,所以可以问变速器检查员。TransmissionInspector可以检查公共汽车和汽车,但它只能询问有关变速器的信息。

现在,您可能认为布尔值并不是您所关心的全部。在这一点上,你可能更喜欢使用泛型的Supported类型,它同时暴露了受支持的状态和值:

class Supported<T> {
    private bool supported = false;
    private T value;

    public Supported() { }
    public Supported(T value) { 
        this.isSupported = true;
        this.value = value; 
    }

    public bool isSupported() { return supported; }
    public T getValue() { 
        if (!supported) throw new NotSupportedException();
        return value;
    }
}

现在你的检查器可能被定义为:

class TransmissionInspector {
    public Supported<bool> isAutomatic(Vehicle[] garage, int bay) {
        if (!hasTranmission(garage[bay])) return new Supported<bool>();
        return new Supported<bool>(isAutomatic(garage[bay]));
    }

    public Supported<int> getGearCount(Vehicle[] garage, int bay) {
        if (!hasTranmission(garage[bay])) return new Supported<int>();
        return new Supported<int>(getGearCount(garage[bay]));
    }
}

正如我说过的,我不是一个Java人,所以上面的一些语法可能是错误的,但这些概念应该是成立的。然而,在没有测试之前,不要在任何重要的地方运行上面的代码。

其他回答

我是Java编程的新手,试图掌握OOP的诀窍。

这只是我的观点——我将尽量简短,因为很多有趣的事情已经说过了。但实际上,这里有两个问题。一个是关于“面向对象”的,一个是关于它如何在Java中实现的。

首先,是的,你的车库里有辆车。所以你的假设是对的。但是,Java是一种静态类型语言。而编译器中的类型系统只能通过相应的声明来“知道”各种对象的类型。不是他们的习惯。如果你有一个Vehicle数组,编译器只知道它。所以它会检查你只在任何车辆上执行允许的操作。(换句话说,方法和属性在Vehicle声明中可见)。

你可以通过显式类型转换(Car)向编译器解释“你实际上知道这个Vehicle是Car”。编译器会相信你——即使在Java中有一个在运行时的检查,这可能会导致一个ClassCastException,以防止进一步的损害,如果你撒谎(其他语言,如c++不会在运行时检查-你必须知道你在做什么)

最后,如果你真的需要,你可以依靠运行时类型标识(即:instanceof)在尝试强制转换之前检查对象的“真实”类型。但在Java中,这通常被认为是一种糟糕的实践。

正如我所说,这是实现OOP的Java方式。有完全不同的类语言家族,通常被称为“动态语言”,它们只在运行时检查是否允许对对象进行操作。使用这些语言,您不需要将所有公共方法“上移”到某些(可能是抽象的)基类来满足类型系统。这就是所谓的鸭子打字。

这是应用访问者设计模式的好地方。

这种模式的美妙之处在于,您可以在一个超类的不同子类上调用不相关的代码,而不必到处执行奇怪的强制转换,也不必在超类中放入大量不相关的方法。

这是通过创建一个Visitor对象并允许我们的Vehicle类接受()访问者来实现的。

您还可以创建许多类型的Visitor,并使用相同的方法调用不相关的代码,只是不同的Visitor实现,这使得这种设计模式在创建干净的类时非常强大。

举个例子:

public class VisitorDemo {

    // We'll use this to mark a class visitable.
    public static interface Visitable {

        void accept(Visitor visitor);
    }

    // This is the visitor
    public static interface Visitor {

        void visit(Boat boat);

        void visit(Car car);

    }

    // Abstract
    public static abstract class Vehicle implements Visitable {

            // NO OTHER RANDOM ABSTRACT METHODS!

    }

    // Concrete
    public static class Car extends Vehicle {

        public void doCarStuff() {
            System.out.println("Doing car stuff");
        }

        @Override
        public void accept(Visitor visitor) {
            visitor.visit(this);
        }

    }

    // Concrete
    public static class Boat extends Vehicle {

        public void doBoatStuff() {
            System.out.println("Doing boat stuff");
        }

        @Override
        public void accept(Visitor visitor) {
            visitor.visit(this);
        }

    }

    // Concrete visitor
    public static class StuffVisitor implements Visitor {

        @Override
        public void visit(Boat boat) {
            boat.doBoatStuff();
        }

        @Override
        public void visit(Car car) {
            car.doCarStuff();
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        // Create our garage
        Vehicle[] garage = {
            new Boat(),
            new Car(),
            new Car(),
            new Boat(),
            new Car()
        };

        // Create our visitor
        Visitor visitor = new StuffVisitor();

        // Visit each item in our garage in turn
        for (Vehicle v : garage) {
            v.accept(visitor);
        }
    }

}

如您所见,StuffVisitor允许您在Boat或Car上调用不同的代码,这取决于调用哪个访问实现。您还可以创建Visitor的其他实现,以使用相同的.visit()模式调用不同的代码。

还要注意,使用此方法时,不使用instanceof或任何hack类检查。类之间唯一重复的代码是方法void accept(Visitor)。

例如,如果你想支持3种类型的具体子类,你也可以将该实现添加到Visitor接口中。

你的车库包含车辆,所以编译器静态控制视图中你有一个车辆,因为。auto是一个Car字段,你不能访问它,动态地它是一个Car,所以转换不会产生一些问题,如果它是一个船,你试图将转换为Car会在运行时引发异常。

如果对基类型进行操作,则只能访问它的公共方法和字段。

如果你想访问扩展类型,但有一个基类型的字段存储它(在你的情况下),你首先必须强制转换它,然后你可以访问它:

Car car = (Car)myGarage[0];
car.doSomeCarStuff();

或更短,没有温度字段:

((Car)myGarage[0]).doSomeCarStuff();

由于您使用的是Vehicle对象,所以只能从它们的基类调用方法,而不能强制转换。因此,对于车库来说,最好区分不同数组(或者更好的列表)中的对象——数组通常不是一个好主意,因为它在处理方面远不如基于collection的类灵活。

你问管家:

吉夫斯,还记得我在爪哇岛的车库吗?去看看第一辆停在那里的车是不是自动挡的。

懒惰的吉夫斯说:

但是,先生,如果这是一辆既不能自动也不能非自动的车呢?

这是所有。

好吧,这还不是全部,因为现实中更多的是鸭子类型而不是静态类型。这就是为什么我说吉夫斯很懒。