Java多态

参考资料

[1]. 疯狂Java讲义（第三版） 李刚
Java引用变量有两个类型，一个是编译时类型，一个是运行时类型。编译时类型由声明该变量时使用的类型决定，运行时类型由实际赋给该变量的对象决定。如果编译时类型和运行时类型不一致，就可能出现所谓的多态（Polymorphism）。

多态

多态性

因为子类其实是一种特殊的父类，因为Java允许把一个子类对象直接赋给一个父类引用变量，无须任何转换，或者被称为向上转向（upcasting），向上转型由系统自动完成。
引用变量在编译阶段只能调用其编译时类型所具有的方法，但运行时则执行它运行时类型所具有的方法。因此，编写Java代码时，引用变量只能调用声明该变量时所用类里包含的方法。例如，通过Object p = new Person(); 代码定义一个变量p，则这个p只能调用Object类的方法，而不能调用Person类里的方法。
与方法不同，对象的实例变量则不具备多态性。

class BaseClass
{
    public int book = 6;
    public void base()
    {
        System.out.println("父类的普通方法");
    }
    public void test()
    {
        System.out.println("父类的被覆盖的方法");
    }
}
public class SubClass extends BaseClass
{
    //重新定义一个book实例变量隐藏父类的book实例变量
    public String book = "轻量级Java EE企业应用实战";
    public void test()
    {
        System.out.println("子类的覆盖父类的方法");
    }
    public void sub()
    {
        System.out.println("子类的普通方法");
    }
    public static void main(String[] args)
    {
        // 下面编译时类型和运行时类型完全一样，因此不存在多态
        BaseClass bc = new BaseClass();
        // 输出 6
        System.out.println(bc.book);
        // 下面两次调用将执行BaseClass的方法
        bc.base();
        bc.test();
        // 下面编译时类型和运行时类型完全一样，因此不存在多态
        SubClass sc = new SubClass();
        // 输出"轻量级Java EE企业应用实战"
        System.out.println(sc.book);
        // 下面调用将执行从父类继承到的base()方法
        sc.base();
        // 下面调用将执行从当前类的test()方法
        sc.test();
        // 下面编译时类型和运行时类型不一样，多态发生
        BaseClass ploymophicBc = new SubClass();
        // 输出6 —— 表明访问的是父类对象的实例变量
        System.out.println(ploymophicBc.book);
        // 下面调用将执行从父类继承到的base()方法
        ploymophicBc.base();
        // 下面调用将执行从当前类的test()方法
        ploymophicBc.test();
        // 因为ploymophicBc的编译类型是BaseClass，
        // BaseClass类没有提供sub方法,所以下面代码编译时会出现错误。
        // ploymophicBc.sub();
    }
}

引用变量的强制类型转换

编写Java程序时，引用变量只能调用它编译时类型的方法，而不能调用它运行时类型的方法，即使它实际所引用的对象确实包含该方法，如果需要让这个引用变量调用它运行时类型的方法，则必须把它强制类型转换成运行时类型，强制类型转换需要借助于类型转换运算符。

public class ConversionTest
{
    public static void main(String[] args)
    {
        double d = 13.4;
        long l = (long)d;
        System.out.println(l);
        int in = 5;
        // 试图把一个数值类型的变量转换为boolean类型，下面代码编译出错
        // 编译时候会提示: 不可转换的类型
        // boolean b = (boolean)in;
        Object obj = "Hello";
        // obj变量的编译类型为Object，Object与String存在继承关系，可以强制类型转换
        // 而且obj变量实际上类型是String类型，所以运行时也可通过
        String objStr = (String)obj;
        System.out.println(objStr);
        // 定义一个objPri变量，编译类型为Object，实际类型为Integer
        Object objPri = new Integer(5);
        // objPri变量的编译时类型为Object，objPri的运行时类型为Integer，Object与Integer存在继承关系
        // 可以强制类型转换，而objPri变量实际上类型是Integer类型，
        // 所以下面代码运行时引发ClassCastException异常
        String str = (String)objPri;
    }
}

考虑到进行强制类型转换时可能会出现异常，因此进行类型转换之前应先通过instanceof运算符来判断是否可以成功转换。

// 使用instanceof运算符先判断是否属于String类
if (objPri instanceof String)
{
    String str = (String)objPri;
}

instanceof运算符

instanceof运算符的前一个操作数通常是一个引用类型变量，后一个操作数通常是一个类（也可以是一个接口，可以把接口理解成一种特殊的类），它用于判断前面的对象是否是后面的类，或者其子类、实现类的实例。如果是，则返回true，否则返回false。
在使用instanceof运算符时需要注意：instanceof运算符前面操作数的编译时类型要么与后面的类相同，要么与后面的类具有父子继承关系，否则会引起编译错误。

public class InstanceofTest
{
    public static void main(String[] args)
    {
        // 声明hello时使用Object类，则hello的编译类型是Object，
        // Object是所有类的父类, 但hello变量的实际类型是String
        Object hello = "Hello";
        // String与Object类存在继承关系，可以进行instanceof运算。返回true。
        System.out.println("字符串是否是Object类的实例："
            + (hello instanceof Object));
        System.out.println("字符串是否是String类的实例："
            + (hello instanceof String)); // 返回true。
        // Math与Object类存在继承关系，可以进行instanceof运算。返回false。
        System.out.println("字符串是否是Math类的实例："
            + (hello instanceof Math));
        // String实现了Comparable接口，所以返回true。
        System.out.println("字符串是否是Comparable接口的实例："
            + (hello instanceof Comparable));
        String a = "Hello";
//      // String类与Math类没有继承关系，所以下面代码编译无法通过
//      System.out.println("字符串是否是Math类的实例："
//          + (a instanceof Math));
    }
}