向上转型和向下转型

多态的条件

继承。

在多态中必须存在有继承关系的子类和父类。

重写。

子类对父类中某些方法进行重新定义，在调用这些方法时就会调用子类的方法。

向上转型。

在多态中需要将子类的引用赋给父类对象，只有这样该引用才能够具备技能调用父类的方法和子类的方法
继承也可以替换为实现接口。

向上转型

子类引用的对象转换为父类类型称为向上转型。通俗地说就是是将子类对象转为父类对象。此处父类对象可以是接口。

案例驱动

public class Animal {
    public void eat(){
        System.out.println("animal eatting...");
    }
}

public class Cat extends Animal{

    public void eat(){

        System.out.println("我吃鱼");
    }
}

public class Dog extends Animal{

    public void eat(){

        System.out.println("我吃骨头");
    }

    public void run(){
        System.out.println("我会跑");
    }
}

public class Main {

    public static void main(String[] args) {

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

        animal = new Dog();
        animal.eat();
    }

}

//结果:
//我吃鱼
//我吃骨头

这就是向上转型，Animal animal = new Cat();将子类对象Cat转化为父类对象Animal。这个时候animal这个引用调用的方法是子类方法。

转型过程中需要注意的问题

向上转型时，子类单独定义的方法会丢失。比如上面Dog类中定义的run方法，当animal引用指向Dog类实例时是访问不到run方法的，animal.run()会报错。
子类引用不能指向父类对象。Cat c = (Cat)new Animal()这样是不行的。

向上转型的好处

减少重复代码，使代码变得简洁。
提高系统扩展性。 举个例子：比如我现在有很多种类的动物，要喂它们吃东西。如果不用向上转型，那我需要这样写：

public void eat(Cat c){
    c.eat();
}

public void eat(Dog d){
    d.eat();
}
//......

eat(new Cat());
eat(new Cat());
eat(new Dog());
//......

一种动物写一个方法，如果我有一万种动物，我就要写一万个方法，写完大概猴年马月都过了好几个了吧。好吧，你很厉害，你耐着性子写完了，以为可以放松一会了，突然又来了一种新的动物，你是不是又要单独为它写一个eat方法？开心了么？

那如果我使用向上转型呢？我只需要这样写：

public void eat(Animal a){
    a.eat();
}

eat(new Cat());
eat(new Cat());
eat(new Dog());
//.....

恩，搞定了。代码是不是简洁了许多？而且这个时候，如果我又有一种新的动物加进来，我只需要实现它自己的类，让他继承Animal就可以了，而不需要为它单独写一个eat方法。是不是提高了扩展性？

向下转型

与向上转型相对应的就是向下转型了。向下转型是把父类对象转为子类对象。(请注意！这里是有坑的。)

案例驱动

//还是上面的animal和cat dog
Animal a = new Cat();
Cat c = ((Cat) a);
c.eat();
//输出  我吃鱼
Dog d = ((Dog) a);
d.eat();
// 报错 ： java.lang.ClassCastException：com.chengfan.animal.Cat cannot be cast to com.chengfan.animal.Dog
Animal a1 = new Animal();
Cat c1 = ((Cat) a1);
c1.eat();
// 报错 ： java.lang.ClassCastException：com.chengfan.animal.Animal cannot be cast to com.chengfan.animal.Cat

向下转型注意事项

下转型的前提是父类对象指向的是子类对象（也就是说，在向下转型之前，它得先向上转型）
向下转型只能转型为本类对象（猫是不能变成狗的）。
大概你会说，我特么有病啊，我先向上转型再向下转型？？ 我们回到上面的问题：喂动物吃饭，吃了饭做点什么呢？不同的动物肯定做不同的事，怎么做呢？

public void eat(Animal a){
    if(a instanceof Dog){  
        Dog d = (Dog)a;
        d.eat();
        d.run();//狗有一个跑的方法      
    } 
    if(a instanceof Cat){  
        Cat c = (Cat)a;
        c.eat();
        System.out.println("我也想跑，但是不会"); //猫会抱怨    
    } 
    a.eat();//其他动物只会吃
}

eat(new Cat());
eat(new Cat());
eat(new Dog());
//.....

经典案例分析多态

基本的多态和转型我们都会了，最后加点餐。看一个经典案例：.

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

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

}

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

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

class C extends B{

}

class D extends B{

}

public class Demo {
    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));
        System.out.println("5--" + a2.show(c));
        System.out.println("6--" + a2.show(d));
        System.out.println("7--" + b.show(b));
        System.out.println("8--" + b.show(c));
        System.out.println("9--" + b.show(d));
    }
}
//结果：
//1--A and A
//2--A and A
//3--A and D
//4--B and A
//5--B and A
//6--A and D
//7--B and B
//8--B and B
//9--A and D

//能看懂这个结果么？先自分析一下。
当父类对象引用变量引用子类对象时，被引用对象的类型决定了调用谁的成员方法，引用变量类型决定可调用的方法。如果子类中没有覆盖该方法，那么会去父类中寻找。
可能读起来比较拗口，我们先来看一个简单的例子：

class X {
    public void show(Y y){
        System.out.println("x and y");
    }

    public void show(){
        System.out.println("only x");
    }
}

class Y extends X {
    public void show(Y y){
        System.out.println("y and y");
    }
    public void show(int i){

    }
}

class main{
    public static void main(String[] args) {
        X x = new Y();
        x.show(new Y());
        x.show();
    }
}
//结果
//y and y
//only x

Y继承了X，覆盖了X中的show（Y y)方法，但是没有覆盖show（）方法。

这个时候，引用类型为X的x指向的对象为Y，这个时候，调用的方法由Y决定，会先从Y中寻找。执行x.show(new Y());，该方法在Y中定义了，所以执行的是Y里面的方法；

但是执行x.show();的时候，有的人会说，Y中没有这个方法啊？它好像是去父类中找该方法了，因为调用了X中的方法。

事实上，Y类中是有show（）方法的，这个方法继承自X，只不过没有覆盖该方法，所以没有在Y中明确写出来而已，看起来像是调用了X中的方法，实际上调用的还是Y中的。

这个时候再看上面那句难理解的话就不难理解了吧。X是引用变量类型，它决定哪些方法可以调用；show（）和show(Y y)可以调用，而show(int i)不可以调用。Y是被引用对象的类型，它决定了调用谁的方法：调用y的方法。
上面的是一个简单的知识，它还不足以让我们理解那个复杂的例子。我们再来看这样一个知识：

继承链中对象方法的调用的优先级：this.show(O)、super.show(O)、this.show((super)O)、super.show((super)O)。
如果你能理解这个调用关系，那么多态你就掌握了。我们回到那个复杂的例子：

abcd的关系是这样的：C/D —> B —> A

我们先来分析4 ： a2.show(b)

首先，a2是类型为A的引用类型，它指向类型为B的对象。A确定可调用的方法：show(D obj)和show(A obj)。
a2.show(b) ==> this.show(b)，这里this指的是B。
然后.在B类中找show（B obj），找到了，可惜没用，因为show（B obj）方法不在可调用范围内，this.show(O)失败，进入下一级别：super.show(O)，super指的是A。
在A 中寻找show（B obj)，失败，因为没用定义这个方法。进入第三级别：this.show((super)O)，this指的是B。
在B中找show（（A）O）,找到了：show(A obj)，选择调用该方法。
输出：B and A 如果你能看懂这个过程，并且能分析出其他的情况，那你就真的掌握了。
我们再来看一下9：b.show(d)

首先，b为类型为B的引用对象，指向类型为B的对象。没有涉及向上转型，只会调用本类中的方法。
在B中寻找show(D obj)，方法。现在你不会说没找到了吧？找到了，直接调用该方法。
输出 A and D。