【7】Java多态：向上转型、向下转型、instanceof运算符

一、概念

多态，是允许不同类的对象对同一消息做出不同的响应，是面向对象最核心的特征。

举个栗子，打印机，有黑白的打印机，可以打印黑白效果，有彩色打印机，可以打印彩色效果。

再举个栗子，上课铃响了，上体育课的学生跑到操场上站好，上语文课的学生在教室里坐好一样。

再再举个栗子，动物们都会叫，猫咪叫声是喵喵喵，狗叫声是汪汪汪。

二、分类

1）编译时多态（也叫设计时多态，举例如方法重载） 

2）运行时多态（程序运行时决定调用哪个方法）【一般情况下在Java中提到多态指的是运行时多态。】

三、多态存在的三个必要条件

1）要有继承关系

2）子类要重写父类的方法

3）父类引用指向子类对象

四、简单理解

如果不去理解多态的原理，就从使用的角度来讲，可以总结出了多态无非就是三句话：

比如我们有一个父类Father，有一个子类Children

1、向上转型是自动的。即Father f = new Children()是自动的，不需要强转

2、向下转型要强转。即Children c = new Father()是无法编译通过的，必须要Children c = (Children)new Father()，让父类知道它要转成具体哪个子类

3、父类引用指向子类对象，子类重写了父类的方法，调用父类的方法，实际调用的是子类重写了的父类的该方法。即Father f = new Children()，f.toString()实际上调用的是Children中的toString()方法

参考资料：https://www.cnblogs.com/zhilu-doc/p/5338264.html

五、向上转型&向下转型&instanceof运算符

父类Animal 

public  class Animal {
    //属性：昵称、年龄
    private String name;
    private int month;

    //无参构造
    public Animal(){
    }
    //带参构造
    public Animal(String name, int month){
        this.name=name;
        this.month=month;
    }
    //get、set方法
    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

    public int getMonth() {
        return month;
    }

    public void setMonth(int month) {
        this.month = month;
    }
    
    //方法：吃东西
    public  void eat(){
        System.out.println("动物都有吃东西的能力");
    };
    //    方法：静态方法say
    public static void say(){//static静态方法，只能被继承，不能被重写
        System.out.println("动物间打招呼");
    }
}

子类Cat

public class Cat extends Animal {

    //属性：体重
    private double weight;

    //无参构造
    public Cat() {

    }

    //带参构造
    public Cat(String name, int month, double weight) {
        super(name, month);//调用父类构造，也可以这个写法this.setMonth(month)
        this.weight = weight;
    }

    //get、set方法
    public double getWeight() {
        return weight;
    }

    public void setWeight(double weight) {
        this.weight = weight;
    }


    //方法：跑动（cat独有的方法）
    public void run() {
        System.out.println("小猫快乐的奔跑");
    }

    //方法：吃东西（重写父类方法）
    @Override//快速生成重写方法快捷键CTRL+O
    public void eat() {
        System.out.println("猫吃鱼~~");
    }
    //方法：子类的静态方法，不加@Override，与父类无重写关系
    public static void say(){
        System.out.println("小猫碰胡须");
    }

}

子类Dog

public class Dog extends Animal{
    //属性：性别
    private String sex;
    
    public Dog(){
        
    }
    
    public Dog(String name,int month,String sex){
        this.setMonth(month);
        this.setName(name);
        this.setSex(sex);
    }

    public String getSex() {
        return sex;
    }

    public void setSex(String sex) {
        this.sex = sex;
    }
    
    
    //方法：睡觉
    public void sleep(){
        System.out.println("小狗有午睡的习惯");
    }

    //方法：吃东西（重写父类方法）
    @Override
    public void eat() {
        System.out.println("狗吃肉~~");
        
    }
}

测试类Test

public class Test {

    public static void main(String[] args) {

        /*向上转型、隐式转型、自动转型
        Animal two=new Cat()，父类引用指向子类实例，
        可以调用子类重写父类的方法two.eat()以及父类派生的方法two.setMonth(2)，
        无法调用子类独有方法two.run()
        */
        //        应用多态的实现，多种编码方式
        Animal one= new Animal() {};//1第一种，常规方法
        Animal two=new Cat();//2第二种Animal指向Cat实例
        Animal three=new Dog();//3第三种Animal指向Dog实例
        one.eat();
        two.eat();
        three.eat();
        two.setMonth(2);
        two.getMonth();
//        two.run();//无法调用

        /*
        注意：父类中的静态static方法say无法被子类重写，所以向上转型之后，只能调用到父类原有的静态方法say
        如果想调用子类的say方法，可以通过向下转型转回来
        小类转型为大类
        */
        Cat cat=(Cat)two;
        cat.say();


        System.out.println("===========向上转型&向下转型分割线============");
        /*向下转型、强制类型转换
         * 子类引用指向父类对象，此处必须进行强转Cat temp=two-->Cat temp=(Cat)two，
         * 可以调用子类特有的方法
         * 必须满足转型条件才能进行强转
         * instanceof运算符：返回true/false，可以规避异常的产生
         * 判断左边的对象A是否为右边B的实例，或者对象A是否有B类的特征
         */
        if(two instanceof Cat){//如果two是Cat的实例
            Cat temp=(Cat)two;//向下转型
            temp.eat();
            temp.run();//可以调用子类独有方法
            temp.getMonth();
            System.out.println("two可以转换为Cat类型");
        }

        if(two instanceof Dog){
            Dog temp2=(Dog)two;//cat和dog不兼容，所以这里不能强转
            temp2.eat();
            temp2.sleep();
            temp2.getSex();
            System.out.println("two可以转换为Dog类型");
        }

        if(two instanceof Animal){
            System.out.println("Animal");
        }

        if(two instanceof Object){
            System.out.println("Object");
        }
    }
}