java面向对象——多态的详细介绍

一、概述

多态是继封装、继承之后，面向对象的第三大特性。

生活中，比如跑的动作，小猫、小狗和大象，跑起来是不一样的。再比如飞的动作，昆虫、鸟类和飞机，飞起来也是不一样的。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。

多态：

是指同一行为，具有多个不同表现形式。

前提【重点】

继承或者实现【二选一】

方法的重写【意义体现：不重写，无意义】

父类引用指向子类对象【格式体现】

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二、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，执行的是子类重写后方法。

代码如下：

定义父类：

定义子类：

定义测试类：

三、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：

定义子类：

定义测试类：

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showCatEat showCatEat(c);
        // 调用showDogEat
        showDogEat(d);

        
        showAnimalEat(c);
        showAnimalEat(d);
    }

    public static void showCatEat(Cat c) {
        c.eat();
    }

    public static void showDogEat(Dog d) {
        d.eat();
    }

    public static void showAnimalEat(Animal a) {
        a.eat();
    }
}

当eat方法执行时，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showAnimalEat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，直接使用showAnimalEat都可以完成。

所以，多态的好处体现在可以使程序编写的更简单，并有良好的扩展。

四、引用类型转换

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

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;

转型演示，代码如下：

定义类：

定义测试类：

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：

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 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：

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