Java 学习之多态

多态的概念

多态 == 晚绑定。

所谓多态，就是父类型的引用可以指向子类型的对象，或者接口类型的引用可以指向实现该接口的类的实例。

不要把函数重载理解为多态。因为多态是一种运行期的行为，不是编译期的行为。

多态：父类型的引用可以指向子类型的对象。比如 Parent p = new Child();

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。）

（参考学习链接：http://docs.oracle.com/javase/tutorial/java/IandI/override.html）　　

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。     

 

结合实例说明            

下面举个例子（有问题的代码已注释）：

主要讲讲两种类型转换和两种编译时候的错误。　　 

public class PolyTest{
    public static void main(String[] args) {
        //向上类型转换
        Cat cat = new Cat();
        Animal animal = cat;
        animal.sing();

        //向下类型转换
        Animal a = new Cat();
        Cat c = (Cat)a;
        c.sing();
        c.eat();

        //编译错误
        //用父类引用调用父类不存在的方法
        //Animal a1 = new Cat();
        //a1.eat();
        //编译错误
        //向下类型转换时只能转向指向的对象类型
        //Animal a2 = new Cat();
        //Cat c2 = (Dog)a2;
    }
}
class Animal{
    public void sing(){
        System.out.println("Animal is singing!");
    }
}
class Dog extends Animal {
    public void sing(){
        System.out.println("Dog is singing!");
    }
}
class Cat extends Animal{
    public void sing() {
        System.out.println("Cat is singing!");
    }
    public void eat(){
        System.out.println("Cat is eating!");
    }
}

例子的执行结果：

这段代码：　　

Ca t类中定义了 eat() 方法，但是 Animal 类中没有这个方法，a1 引用是 Animal 类的，所以找不到，编译时出错：

两种类型的类型转换

（1）向上类型转换（Upcast）：将子类型转换为父类型。

对于向上的类型转换，不需要显示指定，即不需要加上前面的小括号和父类类型名。

（2）向下类型转换（Downcast）：将父类型转换为子类型。

对于向下的类型转换，必须要显式指定，即必须要使用强制类型转换。

并且父类型的引用必须指向子类的对象，即指向谁才能转换成谁。不然也会编译出错

因为父类引用指向的是 Cat 类的对象，而要强制转换成 Dog 类，这是不可能的。

抽象类和接口

抽象类 abstract class

用关键字abstract修饰的类叫做抽象类，抽象类不能被实例化，即不能 new 出来一个抽象类的对象（实例）。

抽象方法

用 abstract 关键字所修饰的方法叫做抽象方法。 抽象方法必须定义在抽象类中。抽象方法有声明，无实现（没有花括号{}，有花括号但是内容为空也是一种实现，空实现）。

相对应的有声明有实现的方法可以叫做具体方法。

抽象类和抽象方法的关系

抽象方法必须定义在抽象类里面。如果一个类包含了抽象方法，那么这个类一定要声明成抽象类。如果某个类是抽象类，那么这个类既可以包含抽象方法，也可以包含具体的方法（有声明，有实现）。

抽象类中如果全是具体方法也是允许的；抽象类也可以是空的，即什么也不包含。

抽象类的继承

在父类是一个抽象类的情况下，子类继承父类时，有两种选择：

1.子类是抽象类

那么子类在声明时仍然需要abstract关键字，子类可以选择实现或者不实现父类的抽象方法，（因为抽象类中也可以包括具体方法，甚至可以全是具体方法）。

但是无论怎样，因为子类还是一个抽象类，所以不能实例化。

2.子类不是抽象类

子类不是抽象类时可实例化，但是这时候子类必须实现父类所有的抽象方法。实现抽象方法的时候不必再使用abstract关键字。

抽象类的用途

抽象类的抽象方法定义一个规范，或者叫做约定，具体实现交给子类来做。因为抽象类的实现可能无法完成或者没有意义。

举个例子：

定义一个抽象类Shape，然后Triangle，Circle和Rectangle等继承Shape，Shape中定义一个抽象方法计算面积，然后各个子类中实现这个方法，计算各自的面积。

这时候如果不用抽象类和抽象方法，即Shape类是一个普通的类，也可以完成这样的功能，即通过用子类方法覆盖父类方法的方式。

但是此时父类，即Shape中的方法就要提供具体的实现，首先不知道怎么计算这个抽象的形状的面积，如果父类面积定义一个常数，如0或1，又显得意义不明晰。

接口

接口用关键字interface声明。接口的地位等同于class，接口中的所有方法都是抽象方法。

接口中在定义方法的时候，可以使用abstract关键字，也可以省略abstract关键字，（大多数时候都是省略的），方法仍是抽象的，不能有实现的花括号。

接口和抽象类的功能类似，接口也不能实例化，可以将接口看作是一种特殊的抽象类（全是抽象方法）。

接口的多态用法和抽象类也类似，接口类型的引用可以指向实现了这个接口的类的对象。

接口和抽象类的区别如下：

接口中的方法必须全是抽象方法；而抽象类中的方法，可以有抽象的，也可以有具体的方法。

类可以实现接口，用关键字implements。Java是单继承的，但是却可以实现多个接口。（一个类可以同时继承另一个类，并且实现多个接口。）

如果一个类实现了一个接口，并且这个类不是抽象类，那么这个类必须实现这个接口中的所有方法。如果是抽象类，则无需实现接口中的所有方法。

关于接口与实现接口的类之间的强制类型转换方式与父类和子类之间的强制类型转换方式完全一样。