Java中的对于多态的理解

一、什么是多态

1. 面向对象的三大特性：封装、继承、多态
2. 多态的定义：指允许不同类的对象对同一消息做出响应。即同一消息可以根据发送对象的不同而采用多种不同的行为方式。（发送消息就是函数调用）
3. 实现多态的技术称为：动态绑定（dynamic binding），是指在执行期间判断所引用对象的实际类型，根据其实际的类型调用其相应的方法。
4. 多态的作用：消除类型之间的耦合关系。
5. 现实中，关于多态的例子不胜枚举。比方说按下 F1键这个动作，如果当前在 Flash 界面下弹出的就是 AS 3 的帮助文档；如果当前在 Word 下弹出的就是 Word 帮助；在Windows 下弹出的就是 Windows 帮助和支持。同一个事件发生在不同的对象上会产生不同的结果。

下面是多态存在的三个必要条件，要求大家做梦时都能背出来！

实现多态的三要素：

• 继承
• 重写
• 父类引用指向子类对象

打个比方 父亲person有行为这个方法，里面包括几个动作：吃饭，睡觉，走路 父亲有三个儿子，三个儿子都继承了父亲的行为方法，所以三个儿子都有吃饭，睡觉，走路这些动作，但是三个儿子又分别有自己的动作--大儿子A会弹吉他，二儿子B会唱歌，三儿子C会打鼓 ...

1.Person person = new A(); 不是父类对象指向子类引用而是父类引用指向子类对象

2.这个对象不能调用子类A特有的弹吉他方法--person.guitar(); X

3.如果仅是这么写程序，还不是多态，记住实现多态的三要素：继承 重写 父类引用指向子类对象

4.之后，如果你调用persion.guitar()，此时在代码的编译阶段，persion调用的仍然是自己的guitar()，不是儿子的。而当程序运行时，就是java XXX, persion调用的却是儿子的guitar()。这个动态的过程才是多态 。

Java多态简单例子：

/*
对象的多态性：动物 x = new 猫();
函数的多态性：函数重载、重写 

1、多态的体现
        父类的引用指向了自己的子类对象
        父类的引用也可以接收自己的对象
2、多态的前提
        必须是类与类之间只有关系，要么继承或实现
        通常还有一个前提，存在覆盖
3、多态的好处
        多态的出现大大的提高了程序的扩展性
4、多态的弊端
        只能使用父类的引用访问父类的成员
5、多态的应用 

6、注意事项
*/  

/*
需求：
猫，狗。
*/  

abstract class Animal
{
    abstract void eat();
}  

class Cat extends Animal
{
    public void eat()
    {
        System.out.println("吃鱼");
    }
    public void catchMouse()
    {
        System.out.println("抓老鼠");
    }
}  

class Dog extends Animal
{
    public void eat()
    {
        System.out.println("吃骨头");
    }
    public void kanJia()
    {
        System.out.println("看家");
    }
}  

class DuoTaiDemo
{
    public static void main(String[] args)
    {
        function(new Cat());
        function(new Dog());  

        Animal a = new Cat();//向上转型
        a.eat();  

        Cat c = (Cat)a;//向下转型
        c.catchMouse();  

    }  

    public static void function(Animal a)
    {
        a.eat();
        //用于子类型有限
        //或判断所属类型进而使用其特有方法
        if(a instanceof Cat)
        {
            Cat c = (Cat)a;
            c.catchMouse();
        }
        else if(a instanceof Dog)
        {
            Dog c = (Dog)a;
            c.kanJia();
        }
    }  

}     

Person person;
           //父类的引用指向子类的方法；
           person = new Student();
           //person类型引用做一个判断
           //(1)if（person.eat().size==2 )
          {
           if(person instanceof Person)
           {
       person.eat();
           }else if(person instanceof Student)             {
               Student stu = (Student)person;
               stu.eat();
           }
           person.eat();//从代码角度看，此时是父类的引用调用的是父类中的eat方法
           //(2)子类若覆盖了父类的方法，eat动态绑定到父类的引用Person上，换个名字叫动态绑定
           //父类的引用可以调用子类的方法，我们把这一现象成为多态
           //从字面意思来理解person这个父类的引用一会是person一会是student
           //person有多种状态；
           //也叫方法的动态绑定
           //继承是通向多态的入口
           person.f2();
           person.gotobed();
           person.eat();
           Student stu = new Student();
           stu.eat();
           stu.gotobed();
           //父类的引用能够调用子类的方法
    }  

Java中，父类的引用既可以指向父类的对象，也可以指向子类的对象。但子类的引用不能指向父类的对象。

引用类型也可以进行类型转换。

但转换的类型一定具有继承关系，即仅允许父子类之间进行转换。

如果尝试将毫无关联的两个类型进行转换，将会引发编译错误。可以使用instanceof来判断引用是否为指定的类型。

经典实例：

public class A {
    public String show(D obj) {
        return ("A and D");
    }    

    public String show(A obj) {
        return ("A and A");
    }     

}    

public class B extends A{
    public String show(B obj){
        return ("B and B");
    }    

    public String show(A obj){
        return ("B and A");
    }
}    

public class C extends B{    

}    

public class D extends B{    

}    

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        A a1 = new A();
        A a2 = new B();
        B b = new B();
        C c = new C();
        D d = new D();    

        System.out.println("1--" + a1.show(b));
        System.out.println("2--" + a1.show(c));
        System.out.println("3--" + a1.show(d));
        System.out.println("4--" + a2.show(b));  //4--B and A .首先a2是A引用，B实例，调用show（B b）方法，此方法在父类A中没有定义，所以B中方法show(B b)不会调用（多态必须父类中已定义该方法），再按优先级为：this.show(O)、super.show(O)、this.show((super)O)、super.show((super)O)，即先查this对象的父类，没有重头再查参数的父类。查找super.show((super)O)时，B中没有，再向上，找到A中show(A a),因此执行。  

        System.out.println("5--" + a2.show(c));  //同上
        System.out.println("6--" + a2.show(d));  //A and D .查找B中没有show(D d)方法，再查A中，有，执行。
        System.out.println("7--" + b.show(b));
        System.out.println("8--" + b.show(c));  //B and B .
        System.out.println("9--" + b.show(d));
    }
}    

二、多态的好处：

1.可替换性（substitutability）。多态对已存在代码具有可替换性。例如，多态对圆Circle类工作，对其他任何圆形几何体，如圆环，也同样工作。
2.可扩充性（extensibility）。多态对代码具有可扩充性。增加新的子类不影响已存在类的多态性、继承性，以及其他特性的运行和操作。实际上新加子类更容易获得多态功能。例如，在实现了圆锥、半圆锥以及半球体的多态基础上，很容易增添球体类的多态性。
3.接口性（interface-ability）。多态是超类通过方法签名，向子类提供了一个共同接口，由子类来完善或者覆盖它而实现的。如图8.3所示。图中超类Shape规定了两个实现多态的接口方法，computeArea()以及computeVolume()。子类，如Circle和Sphere为了实现多态，完善或者覆盖这两个接口方法。
4.灵活性（flexibility）。它在应用中体现了灵活多样的操作，提高了使用效率。
5.简化性（simplicity）。多态简化对应用软件的代码编写和修改过程，尤其在处理大量对象的运算和操作时，这个特点尤为突出和重要。

Java中多态的实现方式：接口实现，继承父类进行方法重写，同一个类中进行方法重载。