1.1 多态的形式
多态是继封装、继承之后，面向对象的第三大特性。
多态是出现在继承或者实现关系中的。
多态体现的格式：
父类类型 变量名 = new 子类/实现类构造器;
变量名.方法名();
多态的前提：有继承关系，子类对象是可以赋值给父类类型的变量。例如Animal是一个动物类型，而Cat是一个猫类型。Cat继承了Animal，Cat对象也是Animal类型，自然可以赋值给父类类型的变量。
1.2 多态的使用场景
如果没有多态，在下图中register方法只能传递学生对象，其他的Teacher和administrator对象是无法传递给register方法方法的，在这种情况下，只能定义三个不同的register方法分别接收学生，老师和管理员。
有了多态之后，方法的形参就可以定义为共同的父类Person。
要注意的是：
- 当一个方法的形参是一个类，我们可以传递这个类所有的子类对象。
- 当一个方法的形参是一个接口，我们可以传递这个接口所有的实现类对象（后面会学）。
- 而且多态还可以根据传递的不同对象来调用不同类中的方法。
代码示例：
父类： public class Person { private String name; private int age; 空参构造 带全部参数的构造 get和set方法 public void show(){ System.out.println(name + ", " + age); } } 子类1： public class Administrator extends Person { @Override public void show() { System.out.println("管理员的信息为：" + getName() + ", " + getAge()); } } 子类2： public class Student extends Person{ @Override public void show() { System.out.println("学生的信息为：" + getName() + ", " + getAge()); } } 子类3： public class Teacher extends Person{ @Override public void show() { System.out.println("老师的信息为：" + getName() + ", " + getAge()); } } 测试类： public class Test { public static void main(String[] args) { //创建三个对象，并调用register方法 Student s = new Student(); s.setName("张三"); s.setAge(18); Teacher t = new Teacher(); t.setName("王建国"); t.setAge(30); Administrator admin = new Administrator(); admin.setName("管理员"); admin.setAge(35); register(s); register(t); register(admin); } //这个方法既能接收老师，又能接收学生，还能接收管理员 //只能把参数写成这三个类型的父类 public static void register(Person p){ p.show(); } }
1.3 多态的定义和前提
多态： 是指同一行为，具有多个不同表现形式。
从上面案例可以看出，Cat和Dog都是动物，都是吃这一行为，但是出现的效果（表现形式）是不一样的。
前提【重点】
- 有继承或者实现关系
- 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】
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。
1.4 多态的运行特点
调用成员变量时：编译看左边，运行看左边
调用成员方法时：编译看左边，运行看右边
代码示例：
Fu f = new Zi()； //编译看左边的父类中有没有name这个属性，没有就报错 //在实际运行的时候，把父类name属性的值打印出来 System.out.println(f.name); //编译看左边的父类中有没有show这个方法，没有就报错 //在实际运行的时候，运行的是子类中的show方法 f.show();
1.5 多态的弊端
我们已经知道多态编译阶段是看左边父类类型的，如果子类有些独有的功能，此时多态的写法就无法访问子类独有功能了。
class Animal{ public void eat()｛ System.out.println("动物吃东西！") ｝ } class Cat extends Animal { public void eat() { System.out.println("吃鱼"); } public void catchMouse() { System.out.println("抓老鼠"); } } class Dog extends Animal { public void eat() { System.out.println("吃骨头"); } } class Test{ public static void main(String[] args){ Animal a = new Cat(); a.eat(); a.catchMouse();//编译报错，编译看左边，Animal没有这个方法 } }
1.6 引用类型转换
1.6.1 为什么要转型
多态的写法就无法访问子类独有功能了。
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。这也是多态给我们带来的一点"小麻烦"。所以，想要调用子类特有的方法，必须做向下转型。
回顾基本数据类型转换
- 自动转换: 范围小的赋值给范围大的.自动完成:double d = 5;
- 强制转换: 范围大的赋值给范围小的,强制转换:int i = (int)3.14
多态的转型分为向上转型（自动转换）与向下转型（强制转换）两种。
1.6.2 向上转型（自动转换）
- 向上转型：多态本身是子类类型向父类类型向上转换（自动转换）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();
原因是：父类类型相对与子类来说是大范围的类型，Animal是动物类，是父类类型。Cat是猫类，是子类类型。Animal类型的范围当然很大，包含一切动物。所以子类范围小可以直接自动转型给父类类型的变量。
1.6.3 向下转型（强制转换）
- 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:Aniaml a = new Cat();
Cat c =(Cat) a;
1.6.4 案例演示
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。这也是多态给我们带来的一点"小麻烦"。所以，想要调用子类特有的方法，必须做向下转型。
转型演示，代码如下：
定义类： abstract class Animal { abstract void eat(); } class Cat extends Animal { public void eat() { System.out.println("吃鱼"); } public void catchMouse() { System.out.println("抓老鼠"); } } class Dog extends Animal { public void eat() { System.out.println("吃骨头"); } public void watchHouse() { System.out.println("看家"); } } 定义测试类： 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 } }
1.6.5 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：
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 Dog 的 watchHouse 【运行报错】 } }
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。
1.6.6 instanceof关键字
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或者其子类类型，返回true。
如果变量不属于该数据类型或者其子类类型，返回false。
所以，转换前，我们最好先做一个判断，代码如下：
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 Dog 的 watchHouse } } }
1.6.7 instanceof新特性
JDK14的时候提出了新特性，把判断和强转合并成了一行
//新特性 //先判断a是否为Dog类型，如果是，则强转成Dog类型，转换之后变量名为d //如果不是，则不强转，结果直接是false if(a instanceof Dog d){ d.lookHome(); }else if(a instanceof Cat c){ c.catchMouse(); }else{ System.out.println("没有这个类型，无法转换"); }
1.7 综合练习
需求：根据需求完成代码: 1.定义狗类 属性： 年龄，颜色 行为: eat(String something)(something表示吃的东西) 看家lookHome方法(无参数) 2.定义猫类 属性： 年龄，颜色 行为: eat(String something)方法(something表示吃的东西) 逮老鼠catchMouse方法(无参数) 3.定义Person类//饲养员 属性： 姓名，年龄 行为： keepPet(Dog dog,String something)方法 功能：喂养宠物狗，something表示喂养的东西 行为： keepPet(Cat cat,String something)方法 功能：喂养宠物猫，something表示喂养的东西 生成空参有参构造，set和get方法 4.定义测试类(完成以下打印效果): keepPet(Dog dog,String somethind)方法打印内容如下： 年龄为30岁的老王养了一只黑颜色的2岁的狗 2岁的黑颜色的狗两只前腿死死的抱住骨头猛吃 keepPet(Cat cat,String somethind)方法打印内容如下： 年龄为25岁的老李养了一只灰颜色的3岁的猫 3岁的灰颜色的猫眯着眼睛侧着头吃鱼 5.思考： 1.Dog和Cat都是Animal的子类，以上案例中针对不同的动物，定义了不同的keepPet方法，过于繁琐，能否简化，并体会简化后的好处？ 2.Dog和Cat虽然都是Animal的子类，但是都有其特有方法，能否想办法在keepPet中调用特有方法？
画图分析：
代码示例：
//动物类（父类） public class Animal { private int age; private String color; public Animal() { } public Animal(int age, String color) { this.age = age; this.color = color; } public int getAge() { return age; } public void setAge(int age) { this.age = age; } public String getColor() { return color; } public void setColor(String color) { this.color = color; } public void eat(String something){ System.out.println("动物在吃" + something); } } //猫类（子类） public class Cat extends Animal { public Cat() { } public Cat(int age, String color) { super(age, color); } @Override public void eat(String something) { System.out.println(getAge() + "岁的" + getColor() + "颜色的猫眯着眼睛侧着头吃" + something); } public void catchMouse(){ System.out.println("猫抓老鼠"); } } //狗类（子类） public class Dog extends Animal { public Dog() { } public Dog(int age, String color) { super(age, color); } //行为 //eat(String something)(something表示吃的东西) //看家lookHome方法(无参数) @Override public void eat(String something) { System.out.println(getAge() + "岁的" + getColor() + "颜色的狗两只前腿死死的抱住" + something + "猛吃"); } public void lookHome(){ System.out.println("狗在看家"); } } //饲养员类 public class Person { private String name; private int age; public Person() { } public Person(String name, int age) { this.name = name; this.age = age; } public String getName() { return name; } public void setName(String name) { this.name = name; } public int getAge() { return age; } public void setAge(int age) { this.age = age; } //饲养狗 /* public void keepPet(Dog dog, String something) { System.out.println("年龄为" + age + "岁的" + name + "养了一只" + dog.getColor() + "颜色的" + dog.getAge() + "岁的狗"); dog.eat(something); } //饲养猫 public void keepPet(Cat cat, String something) { System.out.println("年龄为" + age + "岁的" + name + "养了一只" + cat.getColor() + "颜色的" + cat.getAge() + "岁的猫"); cat.eat(something); }*/ //想要一个方法，能接收所有的动物，包括猫，包括狗 //方法的形参：可以写这些类的父类 Animal public void keepPet(Animal a, String something) { if(a instanceof Dog d){ System.out.println("年龄为" + age + "岁的" + name + "养了一只" + a.getColor() + "颜色的" + a.getAge() + "岁的狗"); d.eat(something); }else if(a instanceof Cat c){ System.out.println("年龄为" + age + "岁的" + name + "养了一只" + c.getColor() + "颜色的" + c.getAge() + "岁的猫"); c.eat(something); }else{ System.out.println("没有这种动物"); } } } //测试类 public class Test { public static void main(String[] args) { //创建对象并调用方法 /* Person p1 = new Person("老王",30); Dog d = new Dog(2,"黑"); p1.keepPet(d,"骨头"); Person p2 = new Person("老李",25); Cat c = new Cat(3,"灰"); p2.keepPet(c,"鱼");*/ //创建饲养员的对象 Person p = new Person("老王",30); Dog d = new Dog(2,"黑"); Cat c = new Cat(3,"灰"); p.keepPet(d,"骨头"); p.keepPet(c,"鱼"); } }
