java多态

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什么是多态

面向对象的三大特性：封装、继承、多态。从一定角度来看，封装和继承几乎都是为多态而准备的。这是我们最后一个概念，也是最重要的知识点。
多态的定义：指允许不同类的对象对同一消息做出响应。即同一消息可以根据发送对象的不同而采用多种不同的行为方式。（发送消息就是函数调用）
实现多态的技术称为：动态绑定（dynamic binding），是指在执行期间判断所引用对象的实际类型，根据其实际的类型调用其相应的方法。
多态的作用：消除类型之间的耦合关系。
现实中，关于多态的例子不胜枚举。比方说按下 F1 键这个动作，如果当前在 Flash 界面下弹出的就是 AS 3 的帮助文档；如果当前在 Word 下弹出的就是 Word 帮助；在 Windows 下弹出的就是 Windows 帮助和支持。同一个事件发生在不同的对象上会产生不同的结果。

下面是多态存在的三个必要条件，要求大家做梦时都能背出来！

多态存在的三个必要条件
一、要有继承；
二、要有重写；
三、父类引用指向子类对象。

多态的好处：

1.可替换性（substitutability）：多态对已存在代码具有可替换性。例如，多态对圆Circle类工作，对其他任何圆形几何体，如圆环，也同样工作。
2.可扩充性（extensibility）：多态对代码具有可扩充性。增加新的子类不影响已存在类的多态性、继承性，以及其他特性的运行和操作。实际上新加子类更容易获得多态功能。例如，在实现了圆锥、半圆锥以及半球体的多态基础上，很容易增添球体类的多态性。
3.接口性（interface-ability）：多态是超类通过方法签名，向子类提供了一个共同接口，由子类来完善或者覆盖它而实现的。如图8.3 所示。图中超类Shape规定了两个实现多态的接口方法，computeArea()以及computeVolume()。子类，如Circle和Sphere为了实现多态，完善或者覆盖这两个接口方法。
4.灵活性（flexibility）：它在应用中体现了灵活多样的操作，提高了使用效率。
5.简化性（simplicity）：多态简化对应用软件的代码编写和修改过程，尤其在处理大量对象的运算和操作时，这个特点尤为突出和重要。

当使用多态方式调用方法时，首先检查父类中是否有该方法，如果没有，则编译错误；

如果有，再去调用子类的该同名方法。

　　（注意此处，静态static方法属于特殊情况，静态方法只能继承，不能重写Override，如果子类中定义了同名同形式的静态方法，它对父类方法只起到隐藏的作用。调用的时候用谁的引用，则调用谁的版本。）

如果想要调用子类中有而父类中没有的方法，需要进行强制类型转换，如上面的例子中，将p转换为子类Child类型的引用。

因为当用父类的引用指向子类的对象，用父类引用调用方法时，找不到父类中不存在的方法。这时候需要进行向下的类型转换，将父类引用转换为子类引用。

Sample1：

Animal类

package com.myoursky.test;

public class Animal {
	
	public void play(){
		System.out.println("The animal is always like playing~");
	}

}

Cat类

package com.myoursky.test;

public class Cat extends Animal {

	@Override
	public void play() {
		super.play();
	}
	
	public void eat(){
		System.out.println("the cat is like to eat fish!");
	}

}

PolymorphismTest类

package com.myoursky.test;

public class PolymorphismTest {
	
	public static void main(String[] args){
		//向上转型
		Animal animal = new Cat();
		animal.play();
		
		//向下转型
		Animal ani = new Cat();
		Cat cat = (Cat)ani;
		cat.eat();
		
		//编译错误
		//用父类引用调用父类不存在的方法
		//Animal ani2 = new Cat();
		//ani2.eat();	
	}
}

Sample2:

package com.myoursky.test;

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 Test {
	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(a1.show(b));  
        System.out.println(a1.show(c));  
        System.out.println(a1.show(d));   
        System.out.println(a2.show(b));  
        System.out.println(a2.show(c));  
        System.out.println(a2.show(d));   
        System.out.println(b.show(b));   
        System.out.println(b.show(c));   
        System.out.println(b.show(d)); 
	}
}

输出结果：

A and A
A and A
A and D
B and A
B and A
A and D
B and B
B and B
A and D

sample2分析：

当超类对象引用变量引用子类对象时，被引用对象的类型而不是引用变量的类型决定了调用谁的成员方法，但是这个被调用的方法必须是在超类中定义过的，也就是说被子类覆盖的方法。

优先级由高到低依次为：this.show(O)、super.show(O)、this.show((super)O)、super.show((super)O)。让我们来看看它是怎么工作的。

比如④，a2.show(b)，a2是一个引用变量，类型为A，则this为a2，b是B的一个实例，于是它到类A里面找show(B obj)方法，没有找到，于是到A的super(超类)找，而A没有超类，因此转到第三优先级this.show((super)O)，this仍然是a2，这里O为B，(super)O即(super)B即A，因此它到类A里面找show(A obj)的方法，类A有这个方法，但是由于a2引用的是类B的一个对象，B覆盖了A的show(A obj)方法，因此最终锁定到类B的show(A obj)，输出为"B and A”。

再比如⑧，b.show(c)，b是一个引用变量，类型为B，则this为b，c是C的一个实例，于是它到类B找show(C obj)方法，没有找到，转而到B的超类A里面找，A里面也没有，因此也转到第三优先级this.show((super)O)，this为b，O为C，(super)O即(super)C即B，因此它到B里面找show(B obj)方法，找到了，由于b引用的是类B的一个对象，因此直接锁定到类B的show(B obj)，输出为"B and B”。

按照上面的方法，可以正确得到其他的结果。

问题还要继续，现在我们再来看上面的分析过程是怎么体现出蓝色字体那句话的内涵的。它说：当超类对象引用变量引用子类对象时，被引用对象的类型而不是引用变量的类型决定了调用谁的成员方法，但是这个被调用的方法必须是在超类中定义过的，也就是说被子类覆盖的方法。还是拿a2.show(b)来说吧。

a2是一个引用变量，类型为A，它引用的是B的一个对象，因此这句话的意思是由B来决定调用的是哪个方法。因此应该调用B的show(B obj)从而输出"B and B”才对。但是为什么跟前面的分析得到的结果不相符呢？！问题在于我们不要忽略了蓝色字体的后半部分，那里特别指明：这个被调用的方法必须是在超类中定义过的，也就是被子类覆盖的方法。B里面的show(B obj)在超类A中有定义吗？没有！那就更谈不上被覆盖了。实际上这句话隐藏了一条信息：它仍然是按照方法调用的优先级来确定的。它在类A中找到了show(A obj)，如果子类B没有覆盖show(A obj)方法，那么它就调用A的show(A obj)（由于B继承A，虽然没有覆盖这个方法，但从超类A那里继承了这个方法，从某种意义上说，还是由B确定调用的方法，只是方法是在A中实现而已）；现在子类B覆盖了show(A obj)，因此它最终锁定到B的show(A obj)。这就是那句话的意义所在。