Java学习笔记——多态

2.1 概述

引入
多态是继封装、继承之后，面向对象的第三大特征。

生活中，比如跑的动作，小猫，小狗和大象，跑起来都是不一样的。再比如飞的动作，昆虫、鸟类和飞机，飞起来是不一样的。可见，同一行为，通过不同的事物，可以体现出来的不同的形态。多态，描述的就是这样的状态。

定义
·多态：是指同一行为，具有多个不同的表现形式。

前提【重点】
1、继承或者实现【二选一】
2、方法的重写【意义体现：不重写，无意义】
3、父类引用指向子类对象【格式体现】

2.2 多态的体现

多态体现的格式：

父类类型 变量名 = new 子类对象；
变量名.方法名();

父类类型：指子类对象继承的父类类型，或者实现的父接口类型。

代码如下：

Fu f= new Zi();
f.method();

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，则执行的时子类的重载后的方法。

代码如下：

定义父类:

package demo1;public abstract class Animal {public abstract void eat();
}

定义子类：

package demo1;public class Cat extends Animal{@Overridepublic void eat() {System.out.println("吃鱼");}
}

package demo1;public class Dog extends Animal{@Overridepublic void eat() {System.out.println("吃骨头");}
}

定义测试类：

package demo1;public class Test {public static void main(String[] args) {//多态形式，创建对象Animal a1=new Cat();//调用的是cat的eata1.eat();//多态形式，创建对象Animal a2=new Dog();//调用的是dog的eata2.eat();}
}

2.3 多态的好处

实际开发的过程中，父类类型作为方法形式参数，传递子类对象给方法，进行方法的调用，更能体现出多态的扩展性与便利。代码如下：
定义父类：

package demo1;public abstract class Animal {public abstract void eat();
}

定义子类：

package demo1;public class Cat extends Animal{@Overridepublic void eat() {System.out.println("吃鱼");}
}

package demo1;public class Dog extends Animal{@Overridepublic void eat() {System.out.println("吃骨头");}
}

定义测试类：

package demo1;public class Test {public static void main(String[] args) {//多态形式，创建对象Cat c=new Cat();Dog d=new Dog();//调用showCatEatshowCatEat(c);//调用showDogEatshowDogEat(d);//以上两个方法，均可以被showAnimalEat(Animal a)方法所替代//而执行效果一致showAnimalEat(c);showAnimalEat(d);}private static void showCatEat(Cat c) {c.eat();}public static void showDogEat(Dog d) {d.eat();}public static void showAnimalEat(Animal a) {a.eat();}}

运行结果：

由于多态特性的支持，showAnimalEat方法的Animal类型，是Cat和Dog的父类类型，父类类型接受子类对象，当然可以把Cat对象和Dog对象，传递给方法。

当eat方法执行的时候，多态规定 ，执行的是子类重写的方法，那么效果自然与showCatEat、showDogEat方法一致，所以showAniamlEat完全可以替代以上两方法。

不仅仅是替代，在扩展性方面，无论之后再多的子类出现，我们都不需要编写showXxxEat方法了，直接调用showAnimalEat就可以完成。

所有，多态的好处，体现在，可以使程序编写的更简单，并有更好的扩展。

2.4 引用类型的转换

多态的转型分为向上转型与向下转型两种：
向上转型
·向上转型：多态本身是子类类型向父类类型向上转换的过程，这个过程是默认的。

当父类引用指向一个子类对象时，便是向上转型。

使用格式：

父类类型 变量名 = new 子类类型();
如：Animal a = new Cat();

向下转型
·向下转型：父类类型向子类类型向下转换的过程，这个过程是强制的。

一个已经向上转型的子类对象，将父类引用转为子类引用，可以使用强制类型转换的格式，便是向下转型。

使用格式：

子类类型 变量名 = (子类类型) 父类变量名;
如:Cat c =(Cat) a;

为什么要转型
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。也就是说，不能调用子类拥有，而父类没有的方法。编译都错误，更别说运行了。这也是多态的一些小麻烦。所以，想要调用子类特有的方法，必须要做向下转型。转型演示代码如下：

定义类：

package demo2;public abstract class Animal {abstract void eat();
}

定义测试类：

package demo2;public class Cat extends Animal{@Overridevoid eat() {System.out.println("吃鱼");}public void catchMouse(){System.out.println("抓老鼠");}
}

package demo2;public class Dog extends Animal{@Overridevoid eat() {System.out.println("吃骨头");}public void watchHouse(){System.out.println("看家");}
}

定义测试类：

package demo2;public class Test {public static void main(String[] args) {//向上转型Animal a=new Cat();a.eat();//调用的是Cat的eat//向下转型Cat c=(Cat) a;c.catchMouse();//调用的是Cat的catchMouse}
}

转型的异常
转型的过程中，一不小心就会遇到这样的问题，请看如下代码：

package demo2;public class Test {public static void main(String[] args) {//向上转型Animal a=new Cat();a.eat();//调用的是Cat的eat//向下转型Dog d=(Dog) a;d.watchHouse();//调用的是Cat的catchMouse}
}

这段代码可以通过编译，但是运行时，却报出了ClassCastException，类型转换异常！这是因为，明明创建了Cat类型对象，运行时，当然不能转换成Dog对象的。这两个类型并没有任何继承关系，不符合类型转换的定义。

为了避免ClassCastException的发生，Java提供了instanceof关键字，给引用变量做类型的校验，格式如下：

变量名 instanceof 数据类型
如果变量属于该数据类型，返回true。
如果变量不属于该数据类型，返回false。

所以，转换前，我们最好先做一个判断，代码如下：

package demo2;public class Test {public static void main(String[] args) {//向上转型Animal a=new Cat();a.eat();//调用的是Cat的eat//向下转型if(a instanceof Cat){Cat c=(Cat) a;c.catchMouse();//调用的是Cat的catchMouse}else if(a instanceof Dog){Dog d=(Dog) a;d.watchHouse();//调用的是Cat的catchMouse}}
}