理解Java多态

多态又称Polymophism，poly意思为多，polymophism即多种形态的意思。一种类型引用因为指向不同的子类，表现出不同的形态，使用不同的方法。

什么是多态

多态建议我们编码时使用common interface(公共接口)而不是concrete implementation(具体实现)。如果我们依赖具体实现来编码，则当我们需要增加common interface的新的实现时，我们需要复制和改变已有代码。程序的可扩展性大大降低。

StackOverflow上关于什么是多态的一个例子很容易记忆。

public abstract class Human{
      ...
      public abstract void goPee();
}
/* 抽象方法goPee()对于Human没有实现，它只对男女这两个子类有具体的不同的实现。
Human也是一个抽象类，因为人只有男或女这两个类，不能创建一个既不是男也不是女的Human。

所以我们通过使用抽象类延迟了实现。*/

public class Female extends Human{
...
    @Override
    public void goPee(){
        System.out.println("Sit Down");
    }
}

public class Female extends Human{
...
    @Override
    public void goPee(){
        System.out.println("Sit Down");
    }
}
//创建一组人要去尿尿
public static void main(String[] args){
    ArrayList<Human> group = new ArrayList<Human>();
    group.add(new Male());
    group.add(new Female());
    // ... add more...

    // tell the class to take a pee break
    for (Human person : group) person.goPee();
}

运行结果：

Stand Up
Sit Down
...

Java如何实现多态

Java支持实现多态的三个必要条件：继承(inheritance)，重写(override)，向上转型(upcasting)

继承：

java只支持单继承，即子类和超类之间的关系是“Is-a”的关系。

重写：

父类中的方法会原封不动地被子类继承拥有，但如果子类想做一定的修改，就需要采用方法的重写。父类中的某方法如果与子类中的方法有相同的名称和参数，则该方法被重写。

如果需要在子类中使用被覆盖的父类方法，则可使用super()关键字。子类函数的访问修饰权限不能少于父类。（试想如果一个父类中的方法为public，而在子类中重写为private,则父类类型的引用变量不能调用子类实例对象的方法，导致出错。）

向上转型：

形象化理解即为超类实际上是子类的子集，因为超类的成员都是子类的成员，所以类似Animal cat = new Cat();这样的向上转型是安全的，因为父类引用变量可以操作的成员一定在子类中。与此相反的向下转型则需要使用Instanceof来判断是否安全。

动态绑定：

动态绑定又称后期绑定，是指编译器在编译期间不知道要调用哪个方法，直到运行时才能确定。方法的动态绑定是基于实例对象类型，而不是对象引用的类型。基本上实例方法都在运行时绑定，而private方法，static方法，final方法都在编译时期绑定，称为静态绑定或后期绑定。这也是为什么private, static, final方法不允许重写。

当超类对象引用变量引用子类的对象时，被引用对象的类型而不是引用变量的类型决定了调用谁的成员方法，但是这个被调用的成员方法必须在超类中定义过，也就是说被子类覆盖的方法。

总结：

以上机制允许java运行期间执行某个类的成员方法，而不是编码时期声明类型决定。（Method overriding allows java invoke method based on a perticular object at run-time instead of declared type while coding.）

例子：

public class TradingSystem{
   public String getDescription(){
      return "electronic trading system";
   }
}

public class DirectMarketAccessSystem extends TradingSystem{
   public String getDescription(){
     return "direct market access system";
   }
}

public class CommodityTradingSystem extends TradingSystem{
   public String getDescription(){
     return "Futures trading system";
   }
}

何时使用多态：

1. 使用超类作为方法参数，可以在方法内调用不同类的成员方法。

   public void showDescription(TradingSystem tradingSystem){
      tradingSystem.description();
   }

2. 使用超类声明变量，可以接收Factory method的返回值。

   String systemName = Configuration.getSystemName();
   TradingSystem system = TradingSystemFactory.getSystem(systemName);

3. 使用超类作为返回值

   public TradingSystem getSystem(String name){
      //code to return appropriate implementation
   }

这篇文章提供了一个很好的例子

对于Java实现讲解的好文章

参考文章：

　　What is polymorphism in Java? Method overloading or overriding?

　　动态绑定vs静态绑定

　　Java中重载与重写的区别

　　Java 重写(Override)与重载(Overload)

　　Java多态性详解--父类引用子类对象