Java之多态

一、多态前言

1.为什么要使用多态

Java中使用多态的主要目的是提高代码的可重用性和扩展性，使得代码更加灵活和易于维护。通过多态，我们可以将不同的对象看做是同一种类型，从而使得我们可以使用同一种接口来操作这些对象，而不必关心具体的实现细节。

2.多态概念

当父类的引用所指向的子类对象引用指向的对象不一样时。调用重写的方法，所表现出来的行为是不一样的，我们把这种思想叫做多态。上面所说的可能大家会觉得有点抽象，看到后面就懂了。
多态的基础是动态绑定，所以要了解多态前提我们还要了解动态绑定。
要想实现动态绑定，需要满足以上几个条件：
1.要发生向上转型
2.要发生重写
3.使用父类对象的引用去调用重写方法
完成了这三部分，就会发生动态绑定，而在这里，出现了重写以及向上转型这些概念。所以我们得先了解它们才能去了解动态绑定。进而了解多态。

二、重写

1.重写的概念

重写(override)：也称为覆盖。将父类的方法重新在子类中使用。 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。

方法重写的规则：
1.子类在重写父类的方法时，必须与父类方法原型一致：即返回值、方法名、参数列表要完全一致
2.被重写的方法的访问修饰限定符在子类中要大于等于父类的。
3.父类中被static或private或final修饰的方法以及构造方法都不能被重写。 
4.在子类中重写的方法, 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。

2.重写的作用

对于已经投入使用的类，尽量不要进行修改。最好的方式是：重新定义一个新的类，来重复利用其中共性的内容，并且添加或者改动新的内容。

例如：若干年前的手机，只能打电话，发短信，来电显示只能显示号码，而今天的手机在来电显示的时候，不仅仅可以显示号码，还可以显示头像，地区等。在这个过程当中，我们 不应该在原来老的类上进行修改，因为原来的 类，可能还在有用户使用，正确做法是： 新建一个新手机的类，对来电显示这个方法重写就好了，这样就达到了我 们当今的需求了。

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 = Dog();

我们对以上代码进行实质化分析，以上的代码其实是省略化了，见以下代码

Dog dog = new Dog（);
 Animal animal = dog;//该代码发生了向上转换，将Dog对象转换为Animal类型

通过向上转型后，就可以父类对象名来访问子类的方法了。使用animal.eat();这语句来访问

这个语句发生了动态绑定（在编译过程中调用的其实是父类的eat，但是在运行时换为调用子类的eat了）故实现了创建一个子类对象，将其当成父类对象来使用。见以下代码

class Animal {

void sound() {

System.out.println("Animal makes a sound");

}

}

class Dog extends Animal {

 void sound() {

System.out.println("Dog barks");

}

 void fetch() {

System.out.println("Dog fetches a ball");

}

}

public class Main {

public static void main(String[] args) {

Dog dog = new Dog(); // 创建Dog对象

 Animal animal = dog; // 向上转型，将Dog对象转换为Animal类型

 animal.sound();//调用子类的覆盖方法

 // animal.fetch(); // 编译错误，因为Animal类中没有fetch方法

}

}

// 输出: Dog barks

通过以上代码发现一个问题，不能调用到子类特有的方法（因为编译时调用的是父类的方法），我们可以通过向下转型来调用到子类特有的方法（后面介绍）
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。
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。当发生重写时，通过父类调用该方法时会发生动态绑定。

【 向上转型 使用场景】

1. 直接赋值

2. 方法传参

3. 方法返回
见以下代码

public class TestAnimal {

// 2. 方法传参：形参为父类型引用，可以接收任意子类的对象

public static void eatFood(Animal a){ //因为主方法的原因使用静态方法

a.eat();  //方法传参向上转型

}

// 3. 作返回值：返回任意子类对象的实例

public static Animal buyAnimal(String var){

return new Dog();

}