面向对象的三大特性之——多态

多态的概念

重写

方法重写的规则

多态的概念

多态的概念：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。

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。

父类

public 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");
    }
}

方法重写的规则

子类在重写父类的方法时，一般必须与父类方法原型一致：返回值类型方法名 (参数列表) 要完全一致

被重写的方法返回值类型可以不同，但是必须是具有父子关系的

访问权限不能比父类中被重写的方法的访问权限更低。例如：如果父类方法被public修饰，则子类中重写该方法就不能声明为 protected

父类被static、private修饰的方法、构造方法都不能被重写。

重写的方法, 可以使用 @Override 注解来显式指定. 有了这个注解能帮我们进行一些合法性校验. 例如不小心将方法名字拼写错了 (比如写成 aet), 那么此时编译器就会发现父类中没有 aet 方法, 就会编译报错, 提示无法构成重写。

重写和重载的区别

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。

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("大橘",2);

父类

public 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");
    }
}

猫类

public class Cat extends Animal{
    public Cat(String name,int age){
        super(name,age);//帮助父类构造
    }
    @Override
    public void eat (){
        System.out.println(name+"吃鱼");
    }
    public void mew(){
        System.out.println("喵喵喵");
    }
}

狗类

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

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

1. 直接赋值

public class TestAnimal {
    public static void main(String[] args) {
        Animal cat = new Cat("大橘",2);//子类对象赋值给父类对象
        cat.eat();
    }
}

此时父类Animal和子类Cat中都有eat方法，当创建的父类对象cat被子类赋值时，执行的是子类中的eat方法

2.方法传参

public class TestAnimal {
    public static void eatFood(Animal animal){//形参为父类型引用，可以接收任意子类的对象
        animal.eat();
    }
    public static void main(String[] args) {
        Animal cat = new Cat("大橘",2);//子类对象赋值给父类对象
        Dog dog = new Dog("小黑",3);
        cat.eat();
        eatFood(cat);
        eatFood(dog);
    }
}

3.方法返回

public class TestAnimal {
    public static Animal reAinmal(String var){
        if("狗"==var){
            return new Dog("小狗",2);
        }else if("猫"==var){
            return new Cat("小猫",3);
        }else{
            return null;
        }
    }
    public static void eatFood(Animal animal){
        animal.eat();
    }
    public static void main(String[] args) {
        Animal cat = new Cat("大橘",2);//子类对象赋值给父类对象
        Dog dog = new Dog("小黑",3);
        cat.eat();
        eatFood(cat);
        eatFood(dog);
        Animal animal = reAinmal("狗");
        animal.eat();
        animal = reAinmal("猫");
        animal .eat();
    }
}

注意：向上转型不能调用子类特有的方法。

多态实现条件

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

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。

向下转型

将一个子类对象经过向上转型之后当成父类方法使用，再无法调用子类方法，但有时候可能需要子类特有的方法，此时：将父类引用再还原为子类对象即可，即向下转换。

public class TestAnimal2 {
    public static void main(String[] args) {
        Cat cat = new Cat("大橘",2);
        Dog dog = new Dog("小黑", 1); 
        Animal animal = cat;//向上转型
        animal.eat();
        animal = dog;
        animal.eat();
        animal.bark();
        // 编译失败，编译时编译器将animal当成Animal对象处理
        // 而Animal类中没有bark方法，因此编译失败
        cat = (Cat)animal;
        // 向下转型 // 程序可以通过编程，但运行时抛出异常---
        // 因为：animal实际指向的是狗 // 现在要强制还原为猫，无法正常还原，运行时抛出：ClassCastException
        cat.mew(); // animal本来指向的就是狗，因此将animal还原为狗也是安全的
        dog = (Dog)animal;
        dog.bark();
    }
}

向下转型用的比较少，而且不安全，万一转换失败，运行时就会抛异常。 Java中为了提高向下转型的安全性，引入了 instanceof ，如果该表达式为true，则可以安全转换。

public class TestAnimal2 {
    public static void main(String[] args) {
        Cat cat = new Cat("大橘",2);
        Dog dog = new Dog("小黑", 1); // 向上转型
        Animal animal = cat;
        animal.eat();
        animal = dog;
        animal.eat();
        if(animal instanceof Cat){
            cat = (Cat)animal;
            cat.mew();
        }
        if(animal instanceof Dog){
            dog = (Dog)animal;
            dog.bark();
        }
    }
}

多态的优点

现在有如下代码：

public class Shape {
    //属性....
    public void draw() {
        System.out.println("画图形！");
    }
}
class Rect extends Shape{
    @Override
public void draw() {
        System.out.println("矩形");
    }
}
class Cycle extends Shape{
    @Override
public void draw() {
        System.out.println("圆形");
    }
}
class Flower extends Shape{
    @Override
public void draw() {
        System.out.println("花");
    }
}

我们需要写一个函数来打印多个形状（矩形，圆，花）

  public static void drawShapes(){
        //创建一个shape对象的数组
        Shape[] shapes = new Shape[]{new Rect(),new Cycle(),new Flower()};
        for(Shape shape: shapes){
            shape.draw();
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        drawShapes();
    }

可扩展能力更强

如果要新增一种新的形状 , 使用多态的方式代码改动成本也比较低 .

public class Shape {
    //属性....
    public void draw() {
        System.out.println("画图形！");
    }
}
class Rect extends Shape{
    @Override
public void draw() {
        System.out.println("矩形");
    }
}
class Cycle extends Shape{
    @Override
public void draw() {
        System.out.println("圆形");
    }
}
class Flower extends Shape{
    @Override
public void draw() {
        System.out.println("花");
    }
class Triangle extends Shape {
        @Override
    public void draw() { 
            System.out.println("三角形");
    } 
 }

避免在构造方法中调用重写的方法

class B{
    public B(){
        func();
    }
    public void func(){
        System.out.println("B.func()");
    }
}
class D extends B{
    private int num = 1;
    public void func(){
        System.out.println("D.func()"+num);
    }
}
public class Test2 {
    public static void main(String[] args) {
        D d = new D();
    }
}

正常来说应该输出的是B.func()，这里输出的确是D.func()0,注意这里的num不是1而是0，说明num还未被赋值。

构造 D 对象的同时 , 会调用 B 的构造方法 .

B 的构造方法中调用了 func 方法, 此时会触发动态绑定, 会调用到 D 中的 func

此时 D 对象自身还没有构造, 此时 num 处在未初始化的状态, 值为 0. 如果具备多态性，num的值应该是1.

所以在构造函数内，尽量避免使用实例方法，除了 final 和 private 方法。

说明当在父类当中调用方法时，如果该方法被子类重写，调用的是子类的方法。