Java中的多态-优快云博客

1. 多态的定义与前提

定义：
多态是面向对象编程中继承或实现关系下的一种现象，表现为对象多态和行为多态。

代码体现：

// 父类引用指向子类对象
People p1 = new Student();
p1.run(); // 调用 Student 的 run() 方法

People p2 = new Teacher();
p2.run(); // 调用 Teacher 的 run() 方法

前提条件：

存在继承或实现关系。
存在父类引用指向子类对象。
存在方法重写（行为多态的核心）！！！！

2. 多态的具体表现

2.1 对象多态与行为多态

对象多态：同一父类引用可以指向不同子类对象。
行为多态：同一方法调用在不同子类中有不同实现。

示例代码：

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        // 父类引用指向子类对象
        Animal a1 = new Wolf();
        a1.run();  // 执行 Wolf 的 run() 方法
        System.out.println(a1.name); // 输出 Animal 的 name（成员变量编译和运行都看左边）

        Animal a2 = new Tortoise();
        a2.run();  // 执行 Tortoise 的 run() 方法
        System.out.println(a2.name); // 输出 Animal 的 name
    }
   
   // 同一方法调用不同的子类
   // 使用父类形参可接收任意子类对象
   public void MethodDemo(Animal a){
        a.run
} 
}

规则总结：

成员方法：编译看左边（父类），运行看右边（子类）。
成员变量：编译和运行都看左边（父类）。

3. 多态下的类型转换

3.1 自动类型转换（向上转型）

父类引用可以直接接收子类对象。

People p = new Teacher(); // 自动类型转换

3.2 强制类型转换（向下转型）

将父类引用强制转换为子类类型，需使用强制类型转换语法。

Teacher t = (Teacher) p; // 强制类型转换

注意事项：

编译检查：存在继承关系即可编译通过。

运行时风险：若对象真实类型与强转类型不符，抛出 ClassCastException。

People p = new Teacher();
Student s = (Student) p; // 运行时异常：ClassCastException

3.3 安全转换：`instanceof` 关键字

在强转前使用 instanceof 检查对象真实类型。

if (p instanceof Student) {
    Student s = (Student) p; // 安全转换
}

4. 多态的好处与局限性

4.1 核心优势

解耦与扩展性：
父类引用可接收任意子类对象，降低代码耦合度，便于扩展。

public void showInfo(People p) {
    p.run(); // 可接收 Student、Teacher 等子类对象
}
public void MethodDemo(Animal a){
        a.run	}

4.2 局限性

无法访问子类独有功能：
父类引用无法直接调用子类特有的方法或变量。
```
People p = new Student();
p.study(); // 编译报错！People 类中无 study() 方法
```
解决方案：
通过强制类型转换为子类后调用。

5. 多态的最佳实践

优先使用向上转型：通过父类引用操作子类对象，提高代码通用性。
慎用向下转型：必须使用 instanceof 进行类型检查，避免运行时异常。
合理设计方法重写：确保子类方法覆盖父类逻辑，实现行为多态。

示例：多态在集合中的应用

List<String> list = new ArrayList<>(); // 多态体现：List 引用指向 ArrayList 对象
list.add("Java");
list = new LinkedList<>(); // 切换为 LinkedList 实现
list.add("Python");