Java单例模式继承覆盖多态原理详解

Java单例模式是一种常见的设计模式，它的目标是保证一个类只有一个实例，并且提供全局访问点。单例模式有多种实现方式，其中最常见的是饿汉式和懒汉式。不过，当单例模式需要进行继承覆盖时就需要考虑一些问题了。本篇攻略将详细讲解Java单例模式的继承、覆盖、多态原理及其应用。

一、单例模式

单例模式是Java中常用的一种设计模式，它的目的是保证一个类只有一个实例，并且提供全局访问点，从而实现统一的数据操作和控制逻辑。

1.1 饿汉式单例模式

饿汉式单例模式是指单例对象在类加载的时候就已经创建好了，即在调用getInstance()方法之前就已经将对象实例化了，代码如下。

public class Singleton {
    private static Singleton instance = new Singleton();
    private Singleton(){}
    public static Singleton getInstance() {
        return instance;
    }
}

1.2 懒汉式单例模式

懒汉式单例模式是指单例对象在第一次被调用getInstance()方法时才被创建，代码如下。

public class Singleton {
    private static Singleton instance = null;
    private Singleton(){}
    public static Singleton getInstance() {
        if(instance == null) {
            instance = new Singleton();
        }
        return instance;
    }
}

1.3 单例模式的优缺点

单例模式的优点是：可以节约系统资源、提高程序效率、方便实现数据共享。

单例模式的缺点是：由于单例模式只允许单个实例对象存在，因此对于多线程程序，需要在并发控制方面增加代码处理。

二、继承覆盖问题

当我们需要在单例模式基础上进行继承覆盖时，需要特别注意几个问题：

• 必须将单例模式基类的构造函数声明为protected，否则将无法进行继承；
• 必须在单例模式基类中提供getInstance()函数，并将其声明为public static，否则将无法在派生类中进行访问；

代码示例：

public class SingletonBase {
    protected SingletonBase(){}
    public static SingletonBase getInstance() {
        return new SingletonBase();
    }
}

public class SingletonDerived extends SingletonBase {
    protected SingletonDerived(){}
    public static SingletonDerived getInstance() {
        return new SingletonDerived();
    }
}

三、多态原理

多态是Java的一个重要特性，它提供了一种将不同的对象视为同一类型的能力。在Java中，实现多态的方式有很多种，其中最常用的方式就是通过基类引用指向派生类对象，代码如下。

public class SingletonTest{
     public static void main(String[] args){
        SingletonBase base = SingletonDerived.getInstance();
     }
}

在上面的代码中，我们通过SingletonDerived类的静态方法获取到了一个SingletonDerived对象，并将其赋值给基类对象base，这样我们就可以对base进行任何操作，因为它的类型是SingletonBase，但是其实际引用对象类型是SingletonDerived类型。这种基类引用指向派生类对象的方式就是Java中多态的一种体现。

四、继承覆盖和多态的应用

在实际应用中，我们有时候需要在单例模式基础上进行扩展，例如，在一个电商系统中，我们需要定义一个单例类来管理系统中的购物车。但是，由于不同的购物车可能有不同的商品种类、价格等信息，因此需要在基础购物车类的基础上进行扩展。此时，我们可以通过继承覆盖的方式来实现。

代码示例：

public class ShoppingCart {
    private static ShoppingCart instance = null;
    protected String goodsName = "";
    protected double price = 0.0;
    private ShoppingCart(){}
    public static ShoppingCart getInstance() {
        if(instance == null) {
            instance = new ShoppingCart();
        }
        return instance;
    }
    public String getGoodsName() {
        return goodsName;
    }
    public void setGoodsName(String goodsName) {
        this.goodsName = goodsName;
    }
    public double getPrice() {
        return price;
    }
    public void setPrice(double price) {
        this.price = price;
    }
}

public class VIPShoppingCart extends ShoppingCart {
    protected int discount = 0;
    protected VIPShoppingCart(){}
    public static VIPShoppingCart getInstance() {
        if(instance == null) {
            instance = new VIPShoppingCart();
        }
        return (VIPShoppingCart)instance;
    }
    public int getDiscount() {
        return discount;
    }
    public void setDiscount(int discount) {
        this.discount = discount;
    }
}

在上面的代码中，我们定义了一个购物车类ShoppingCart，它是一个单例模式，同时在其派生类VIPShoppingCart中又进行了继承覆盖和多态的应用，对基类的变量进行了扩展。在实际应用中，我们可以根据具体的业务需求来继续扩展其它类，从而实现更加复杂的业务逻辑。

综上所述，本篇攻略详细讲解了Java单例模式的继承覆盖、多态原理和应用场景，希望对Java编程爱好者有所帮助。