理解Java的三大特性之多态

什么是多态？

通俗来说就是多种形态，具体点就是去完成某个行为，当不同的对象去完成时会产生出不同的状态!

比如stuendt是一个父类，那么在操场上上体育课的学生和在教室里面的学生就是它的子类。这时上课铃声响了，上体育课的学生去操场，在教室里面上课的学生则是回教室，不同的学生有着不同的反应，这就是多态。

一、多态实现

在java中要实现多态，必须要满足如下几个条件，缺一不可：

1. 必须在继承体系下
2. 子类必须要对父类中方法进行重写
3. 通过父类的引用调用重写的方法
4. 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。

多态体现：在代码运行时，当传递不同类对象时，会调用对应类中的方法。

eg：

class Animal {
    String name;
    int age;
    public Animal(String name, int age){
        this.name = name;
        this.age = age;
    }
    public void eat(){
        System.out.println(name + "吃饭");
    }
}

class Cat extends Animal{
    public Cat(String name, int age){
        super(name, age);
    }

    @Override
    public void eat(){
        System.out.println(name+"在吃鱼");
    }
}
class Dog extends Animal {
    public Dog(String name, int age){
        super(name, age);
    }

    @Override
    public void eat(){
        System.out.println(name+"在吃骨头");
    }
}

public class test1 {
        public static void eat(Animal a){
            a.eat();
        }
    public static void main(String[] args) {
        Cat cat = new Cat("小猫",2);
        Dog dog = new Dog("小狗", 1);
        eat(cat);
        eat(dog);
    }
}

运行结果如下：

当类的调用者在编写 eat 这个方法的时候，参数类型为 Animal (父类)，此时在该方法内部并不知道，也不关注当前的a引用指向的是哪个类型(哪个子类)的实例。此时a这个引用调用eat方法可能会有多种不同的表现(和a引用的实例相关)，这种行为就称为多态。

二、再谈重写

重写(override)：也称为覆盖。重写是子类对父类非静态、非private修饰，非final修饰，非构造方法等的实现过程进行重新编写, 返回值和形参都不能改变。即外壳不变，核心重写！重写的好处在于子类可以根据需要，定义特定于自己的行为。 也就是说子类能够根据需要实现父类的方法。

在写代码中我们要注意这个问题：避免在构造方法中调用重写的方法！

尽量不要在构造器中调用方法(如果这个方法被子类重写，就会触发动态绑定，但是此时子类对象还没构造完成)，可能会出现一些隐藏的但是又极难发现的问题。

【重写和重载的区别】

即：方法重载是一个类的多态性表现，而方法重写是子类与父类的一种多态性表现。

也因此我们有了如下定义：

1. 静态绑定：也称为前期绑定(早绑定)，即在编译时，根据用户所传递实参类型就确定了具体调用那个方法。典型代表函数重载。
2. 动态绑定：也称为后期绑定(晚绑定)，即在编译时，不能确定方法的行为，需要等到程序运行时，才能够确定具体调用那个类的方法。(体现多态）

三、向上转型

向上转型：实际就是创建一个子类对象，将其当成父类对象来使用。

语法格式：父类类型 对象名 = new 子类类型()

Animal animal = new Cat("锅巴",7);

animal是父类类型，但可以引用一个子类对象，因为是从小范围向大范围的转换。

适用场景：1. 直接赋值；2. 方法传参；3. 方法返回；

向上转型的优点：让代码实现更简单灵活。

向上转型的缺陷：不能调用到子类特有的方法。

向下转型我们不经常使用，而且不安全，万一转换失败，运行时就会抛异常。我们就不多介绍！

四、多态优缺点

优点：

• .能够降低代码的 “圈复杂度”, 避免使用大量的 if - else
• 可扩展能力更强

缺点：

• 1. 当父类和子类都有同名属性的时候，通过父类引用来引用父类自己的成员属性
• 2. 构造方法没有多态性

我们通过一段代码实例感受多态：

/*
 * 演示多态数组
 * 创建一个 Person 对象
 * 创建一个 Student 对象
 * 创建一个 Teacher 对象
 * 统一放在数组里，并调用每个对象的 mission() 方法。
 */

class Person {
    private String name;

    public Person(String name) {
        this.name = name;
    }

    // getter 和 setter
    public String getName() {
        return name;
    }
    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

    // mission() 方法
    public String mission() {
        return name + "\t" + "要开开心心";
    }
}

class Student extends Person {
    private double score;

    public Student(String name, double score) {
        super(name);
        this.score = score;
    }

    public double getScore() {
        return score;
    }

    public void setScore(double score) {
        this.score = score;
    }

    //重写父类的say方法
    @Override
    public String mission() {
        return super.mission() + " score =" + score + " 要好好学习！";
    }
}

class Teacher extends Person {
    private double salary;

    public Teacher(String name, double salary) {
        super(name);
        this.salary = salary;
    }

    public double getSalary() {
        return salary;
    }

    public void setSalary(double salary) {
        this.salary = salary;
    }

    //重写父类的 mission 方法
    @Override
    public String mission() {
        return super.mission() + " salary =" + salary + " 要好好教书！";
    }
}

public class test {
    public static void main(String[] args) {
        Person[] persons = new Person[3];
        persons[0] = new Person("小汤");
        persons[1] = new Student("小韬", 100);
        persons[2] = new Teacher("小蒲", 10000);

        //循环遍历多态数组，调用 mission
        for(int i = 0; i < persons.length; i++) {
            //此处涉及动态绑定机制
            // Person[i] 编译类型是 Person ,运行类型根据实际情况由 JVM 判断
            System.out.println(persons[i].mission());
        }
    }
}

运行结果：