java之多态（一）

一、Java 中实现多态的机制是什么？ 靠的是父类或接口定义的引用变量可以指向子类或具体实现类的实例对象，而程序调用的方法在运行期才动 态绑定，就是引用变量所指向的具体实例对象的方法，也就是内存里正在运行的那个对象的方法，而不是引用变 量的类型中定义的方法。多态是继封装、继承之后，面向对象的第三大特性。现实事物经常会体现出多种形态，如学生，学生是人的一种，则一个具体的同学张三既是学生也是人，即出现两种形态。 Java作为面向对象的语言，同样可以描述一个事物的多种形态。如Student类继承了Person类，一个Student的对象便既是Student，又是Person。一个Student对象既可以赋值给一个Student类型的引用，也可以赋值给一个Person类型的引用。 最终多态体现为父类引用变量可以指向子类对象：父类类型 变量名 = new 子类类型(); 

1、多态的前提是必须有子父类关系或者类实现接口关系，否则无法完成多态。 
2、在使用多态后的父类引用变量调用方法时，会调用子类重写后的方法。 
二、多态的三种形式： 
1、 普通类多态定义的格式 
父类 变量名 = new 子类();

    class Fu {}
    class Zi extends Fu {}
    //类的多态使用
Fu f = new Zi();

2、 抽象类多态定义的格式

abstract class Fu {
     public abstract void method();
         }
class Zi extends Fu {
public void method(){
     System.out.println(“重写父类抽象方法”);
}
}
//类的多态使用
Fu fu= new Zi();

3、接口多态定义的格式

interface Fu {
             public abstract void method();
}
class Zi implements Fu {
             public void method(){
              System.out.println(“重写接口抽象方法”);
}
}
//接口的多态使用
Fu fu = new Zi();

注意：同一个父类的方法会被不同的子类重写。在调用方法时，调用的为各个子类重写后的方法。

Person p1 = new Student();
   Person p2 = new Teacher();
   p1.work(); //p1会调用Student类中重写的work方法
   p2.work(); //p2会调用Teacher类中重写的work方法

三、掌握了多态的基本使用后，那么多态出现后类的成员有啥变化呢？前面学习继承时，我们知道子父类之间成员变量有了自己的特定变化，那么当多态出现后，成员变量在使用上有没有变化呢？ 
多态出现后会导致子父类中的成员变量有微弱的变化。看如下代码：

class Fu {
    int num = 4;//没有这句会编译失败
}
class Zi extends Fu {
    int num = 5;
}
class Demo {
    public static void main(String[] args)  {
        Fu f = new Zi();
        System.out.println(f.num);
        Zi z = new Zi();
        System.out.println(z.num);
    }
}

•  

打印结果：4 
5 
总结：当子父类中出现同名的成员变量时，多态调用该变量时： 
1、编译时期：参考的是引用型变量所属的类中是否有被调用的成员变量。没有，编译失败。 
2、运行时期：也是调用引用型变量所属的类中的成员变量。 
简单记：编译和运行都参考等号的左边。编译运行看左边。

多态出现后会导致子父类中的成员方法有微弱的变化，看代码：

class Fu {
    int num = 4;
    //没有这个方法，编译失败
    void show() {
        System.out.println("Fu show num");
    }
}
class Zi extends Fu {
    int num = 5;
    //重写父类方法
    void show() {
           System.out.println("Zi show num");
    }
    void show_1{
           System.out.println("Zi show show_1");
    }
}
class Demo {
    public static void main(String[] args)  {
        Fu f = new Zi();
        f.show();
        //f.show_1();
    }
}

打印结果：Zi show num 
总结：多态成员方法 
1、编译时期：参考引用变量所属的类，如果没有类中没有调用的方法，编译失败(如果把f.show_1()前面的注释打开，则编译失败)。 
2、运行时期：参考引用变量所指的对象所属的类，并运行对象所属类中的成员方法（如果把子类重写的show()方法注释掉，那么打印的结果是Fu show num）。 
简而言之：编译看左边，运行看右边。

四、多态的转型分为向上转型与向下转型两种 
1、向上转型：当有子类对象赋值给一个父类引用时，便是向上转型，多态本身就是向上转型的过程。 
使用格式：父类类型 变量名 = new 子类类型(); 
如：Person p = new Student(); 
2、向下转型：一个已经向上转型的子类对象可以使用强制类型转换的格式，将父类引用转为子类引用，这个过程是向下转型。如果是直接创建父类对象，是无法向下转型的！ 
使用格式： 
子类类型 变量名 = (子类类型) 父类类型的变量; 
如：Person p = new Student(); 
Student stu = (Student) p 
五、多态的好处与弊端 
当父类的引用指向子类对象时，就发生了向上转型，即把子类类型对象转成了父类类型。向上转型的好处是隐藏了子类类型，提高了代码的扩展性。但向上转型也有弊端，只能使用父类共性的内容，而无法使用子类特有功能，功能有限制。看如下代码：

//描述动物类，并抽取共性eat方法
abstract class Animal {
    abstract void eat();
}

// 描述狗类，继承动物类，重写eat方法，增加lookHome方法
class Dog extends Animal {
    void eat() {
        System.out.println("啃骨头");
    }

    void lookHome() {
        System.out.println("看家");
    }
}

// 描述猫类，继承动物类，重写eat方法，增加catchMouse方法
class Cat extends Animal {
    void eat() {
        System.out.println("吃鱼");
    }

    void catchMouse() {
        System.out.println("抓老鼠");
    }
}

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        Animal a = new Dog(); //多态形式，创建一个狗对象
        a.eat(); // 调用对象中的方法，会执行狗类中的eat方法
        // a.lookHome();//使用Dog类特有的方法，需要向下转型，不能直接使用

        // 为了使用狗类的lookHome方法，需要向下转型
// 向下转型过程中，可能会发生类型转换的错误，即ClassCastException异常
        // 那么，在转之前需要做健壮性判断 
        if( !a instanceof Dog){ // 判断当前对象是否是Dog类型
                System.out.println("类型不匹配，不能转换"); 
                return; 
        } 
        Dog d = (Dog) a; //向下转型
        d.lookHome();//调用狗类的lookHome方法
    }
}

我们来总结一下： 
1、什么时候使用向上转型： 
当不需要面对子类类型时，通过提高扩展性，或者使用父类的功能就能完成相应的操作，这时就可以使用向上转型。 
如：

Animal a = new Dog();
a.eat();

2、什么时候使用向下转型 
当要使用子类特有功能时，就需要使用向下转型。 
如：

Dog d = (Dog) a; //向下转型
d.lookHome();//调用狗类的lookHome方法

3、向下转型的好处：可以使用子类特有功能。 
4、向下转型的弊端：需要面对具体的子类对象；在向下转型时容易发生ClassCastException类型转换异常。在转换之前必须做类型判断。 
如：if( !a instanceof Dog){…}