Java多态性理解

什么是多态

1. 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。
2. 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）
3. 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。
4. 多态的作用：消除类型之间的耦合关系。
5. 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。再比如说：坐公车时，一个男的靠在你的肩膀，你可能不爽，但是如果一个美女靠在你的肩膀你就很乐意，这就是多态的表现

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。

Java中多态的实现方式：接口实现，继承父类进行方法重写，同一个类中进行方法重载。

一个小题目：

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：　　

　　Cat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。