什么是多态
多态的概念：就是去完成某个行为，当不同的对象去完成时会产生出不同的状态。
举个例子大家就知道了：
class Animal { //定义一个父类 String name; int age; public Animal(String name, int age) { this.name = name; this.age = age; } public void eat() { //定义一个方法，这方法将来会在子类中重写，发生动态绑定 System.out.println("吃"); } } class Cat extends Animal { public Cat(String name, int age) { super(name, age); } public void eat() { //重写了eat方法 System.out.println(name + "吃猫粮"); } } class Dog extends Animal { public Dog(String name, int age) { super(name, age); } public void eat() { //重写了eat方法 System.out.println(name + "吃狗粮"); } } public class Test { public static void fun(Animal animal){ animal.eat(); //访问父类中的eat方法 } public static void main(String[] args) { Cat cat = new Cat("汤姆",1); Dog dog = new Dog("旺财",4); fun(cat); //这里将Cat类型的引用传给Animal类型，发生了向上转型 fun(dog); //关于重写与向上转型后面细讲 } }
输出：
汤姆吃猫粮
旺财吃狗粮
我们看到同一个fun方法，不同的引用对象放进去。它所呈现行为结果不一样，这便是多态了。
多态有啥限制条件吗？
在java中要实现多态，必须要满足如下几个条件，缺一不可：
- 必须在继承体系下
- 子类必须要对父类中方法进行重写
- 通过父类的引用调用重写的方法
我们上述代码便是满足这三点。
多态体现：在代码运行时，当传递不同类对象时，会调用对应类中的方法。
重写
重写：也称为覆盖。重写是子类对父类非静态、非private修饰，非final修饰，非构造方法等的实现过程进行重新编写, 返回值和形参都不能改变。即外壳不变，核心重写！重写的好处在于子类可以根据需要，定义特定义自己的行为。 也就是说子类能够根据需要实现父类的方法。
【方法重写的规则】
1、子类在重写父类的方法时，一般必须与父类方法原型一致： 返回值类型 方法名 (参数列表) 要完全一致
2、被重写的方法返回值类型可以不同，但是必须是具有父子关系的
3、访问权限不能比父类中被重写的方法的访问权限更低。例如：如果父类方法被public修饰，则子类中重写该方法就不能声明为 protected
4、父类被static、private修饰的方法、构造方法都不能被重写。
5、重写的方法, 可以使用 @Override 注解来显式指定. 有了这个注解能帮我们进行一些合法性校验. 例如不小心将方法名字拼写错了 (比如写成 aet), 那么此时编译器就会发现父类中没有 aet 方法, 就会编译报错, 提示无法构成重写。
【重写和重载的区别】
方法重载是一个类的多态性表现 , 而方法重写是子类与父类的一种多态性表现。
静态绑定：也称为前期绑定(早绑定)，即在编译时，根据用户所传递实参类型就确定了具体调用那个方法。典型代表函数重载。
动态绑定：也称为后期绑定(晚绑定)，即在编译时，不能确定方法的行为，需要等到程序运行时，才能够确定具体调用那个类的方法。
向下转型和向上转型
向上转型
向上转型：实际就是创建一个子类对象，将其当成父类对象来使用。
语法格式：父类类型 对象名 = new 子类类型()
Animal animal = new Cat("汤姆",3);
animal是父类类型，但可以引用一个子类对象，因为是从小范围向大范围的转换。子类类型转父类类型。
像开头的代码就是向上转型：
public class Test { public static void fun(Animal animal){ animal.eat(); //访问父类中的eat方法 } public static void main(String[] args) { Cat cat = new Cat("汤姆",1); Dog dog = new Dog("旺财",4); fun(cat); //这里将Cat类型的引用传给Animal类型，发生了向上转型 fun(dog); //Cat类型是子类类型，Animal是父类类型 } }
这里我们也可以这样写:
public class Test { public static void fun(Animal animal){ animal.eat(); //访问父类中的eat方法 } public static void main(String[] args) { Animal cat = new Cat("汤姆",1); //new出的对象直接向上转型 Animal dog = new Dog("旺财",4); fun(cat); //这里就不需要向上转型了 fun(dog); } }
向上转型的优点：让代码实现更简单灵活。
向上转型的缺陷：不能调用到子类特有的方法。
向上转型只能调用到父类中有的方法，不能调用到子类特有的方法。
向下转型
将一个子类对象经过向上转型之后当成父类方法使用，再无法调用子类的方法，但有时候可能需要调用子类特有的方法，此时：将父类引用再还原为子类对象即可，即向下转换。
Animal animal = new Cat("汤姆",3); //向上转型 Cat cat = (Cat)ainmal; // 向下转型，可以调用子类特有方法了
向下转型用的比较少，而且不安全，万一转换失败，运行时就会抛异常。Java中为了提高向下转型的安全性，引入了 instanceof ，如果该表达式为true，则可以安全转换。
Animal animal = new Cat("汤姆",3); Cat cat = (Cat)ainmal; if(animal instanceof Cat){ //转换安全则运行下面代码，否则抛异常 cat = (Cat)animal; cat.mew(); }
多态的优点
现在我们有下面代码：
class Color { public void show() { System.out.println("什么颜色"); } } class Red extends Color { @Override public void show() { System.out.println("红色"); } } class Yellow extends Color { @Override public void show() { System.out.println("黄色"); } } class Blue extends Color { @Override public void show() { System.out.println("蓝色"); } }
假如我们要一次性打印多个颜色，如果不基于多态, 实现代码如下:
public class Test { public static void main(String[] args) { Red red = new Red(); Yellow yellow = new Yellow(); Blue blue = new Blue(); String[] shapes = {"yellow", "red", "yellow", "red", "blue"}; for (String shape : shapes) { if (shape.equals("red")) { red.show(); } else if (shape.equals("yellow")) { yellow.show(); } else if (shape.equals("blue")) { blue.show(); } } } }
输出：
黄色
红色
黄色
红色
蓝色
如果用多态则简单多了
public class Test { public static void main(String[] args) { Color[] color = {new Yellow(), new Red(), new Yellow(), new Red(), new Blue()}; for (Color shape : color) { shape.show(); } } }
这便是多态的好处，能够降低代码的 “圈复杂度”, 避免使用大量的 if - else。
还有一点，它的扩展性很强，如果要新增一种新的形状, 使用多态的方式代码改动成本也比较低。（重写父类方法就行）
对于类的调用者来说, 只要创建一个新类的实例就可以了, 改动成本很低。
而对于不用多态的情况, if - else 进行一定的修改, 改动成本更高。
多态缺陷
代码的运行效率降低。
- 属性没有多态性
当父类和子类都有同名属性的时候，通过父类引用，只能引用父类自己的成员属性
- 构造方法没有多态性
构造方法只能重载，不能通过子类重写。
避免在构造方法中调用重写的方法
看下面代码，想想输出结果是什么
class B { public B() { func(); } public void func() { System.out.println("B.func()"); } } class D extends B { private int num = 1; @Override public void func() { System.out.println("D.func() " + num); } } public class Test { public static void main(String[] args) { D d = new D(); } }
输出：D.func() 0
分析：
class B { public B() { func(); // 构造方法里调用了fun方法，注意子类中也有该方法，所以是重写了该方法，发生了动态绑定，所以是调用了D中的fun方法 } //此时 D 对象自身还没有构造, 此时 num 处在未初始化的状态, 值为 0. public void func() { System.out.println("B.func()"); } } class D extends B { private int num = 1; @Override public void func() { System.out.println("D.func() " + num); } } public class Test { public static void main(String[] args) { D d = new D(); //调用D的构造方法，我们知道子类要先帮父类完成构建，所以接下来调用父类的构造方法 } }
所以输出D.func() 0
所以在构造函数内，尽量避免使用实例方法，除了final和private方法
“用尽量简单的方式使对象进入可工作状态”, 尽量不要在构造器中调用方法(如果这个方法被子类重写, 就会触发动态绑定, 但是此时子类对象还没构造完成), 可能会出现一些隐藏的但是又极难发现的问题.
