Java 多态

1、概念

Java作为面向对象的语言，同样可以描述一个事物的多种形态。如Student类继承了Person类，一个Student的对象便既是Student，又是Person。

Java中多态的代码体现在一个子类对象(实现类对象)既可以给这个子类(实现类对象)引用变量赋值，又可以给这个子类(实现类对象)的父类(接口)变量赋值。

多态体现：父类引用变量可以指向子类对象。

多态的前提是必须有子父类关系或者类实现接口关系，否则无法完成多态。

在使用多态后的父类引用变量调用方法时，会调用子类重写后的方法。

2、多态的定义与使用格式

定义格式：

父类类型  变量名 = new 子类类型();
变量名.方法名();

使用格式：

//普通类多态定义的格式
父类 变量名 = new 子类();
//抽象类多态定义的格式
抽象类 变量名 = new 抽象类子类();
//接口多态定义的格式
接口 变量名 = new 接口实现类();

 3、 多态-成员的特点

l 多态成员变量 

当子父类中出现同名的成员变量时，多态调用该变量访问父类

class Fu {
    int num = 4;
}
class Zi extends Fu {
    int num = 5;
}
class Demo {
    public static void main(String[] args)     {
        Fu f = new Zi();
        System.out.println(f.num);
        Zi z = new Zi();
        System.out.println(z.num);
    }
}

l 多态成员方法

多态调用成员方法访问子类

class Fu {
    int num = 4;
    void show()    {
        System.out.println("Fu show num");
    }
}
class Zi extends Fu {
    int num = 5;
    void show()    {
        System.out.println("Zi show num");
    }
}
class Demo {
    public static void main(String[] args)     {
        Fu f = new Zi();
        f.show();
    }
}

4、多态-转型

多态的转型分为向上转型与向下转型两种：

向上转型：当有子类对象赋值给一个父类引用时，便是向上转型，多态本身就是向上转型的过程。

使用格式：

父类类型  变量名 = new 子类类型();
Person p = new Student();

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

必须先向上转型才能有向下转型，如果是直接创建父类对象，是无法向下转型的！

向下转型时，必须先进行判断，用关键词instanceof

使用格式：

子类类型 变量名 = (子类类型) 父类类型的变量;

如:Student stu = (Student) p;  //变量p 实际上指向Student对象

5、 instanceof关键字

同一个父类会被多个子类继承，所以向下转型时，需要判断是否是属于相应的数据类型（子类引用数据类型）

instanceof关键字来判断某个对象是否属于某种数据类型,返回值为boolean型

使用格式： 

boolean  b  = 对象  instanceof  数据类型; 

例：

Person p1 = new Student(); // 前提条件，学生类已经继承了人类
boolean flag = p1 instanceof Student; //flag结果为true
boolean flag2 = p1 instanceof Teacher; //flag结果为false

6、多态的作用

//描述动物类，并抽取共性eat方法
abstract class Animal {
    abstract void eat();

}
 
// 描述狗类，继承动物类，重写eat方法，增加lookHome方法
class Dog extends Animal {
    void eat() {
        System.out.println("啃骨头");
    }

    void lookHome() {
        System.out.println("看家");
    }
}

// 描述猫类，继承动物类，重写eat方法，增加catchMouse方法
class Cat extends Animal {
    void eat() {
        System.out.println("吃鱼");
    }

    void catchMouse() {
        System.out.println("抓老鼠");
    }
}

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        Animal a = new Dog(); //多态形式，创建一个狗对象
        a.eat(); // 调用对象中的方法，会执行狗类中的eat方法
        // a.lookHome();//使用Dog类特有的方法，需要向下转型，不能直接使用
        
        // 为了使用狗类的lookHome方法，需要向下转型
// 向下转型过程中，可能会发生类型转换的错误，即ClassCastException异常
        // 那么，在转之前需要做健壮性判断 
        if( !a instanceof Dog){ // 判断当前对象是否是Dog类型
                 System.out.println("类型不匹配，不能转换"); 
                 return; 
        } 
        Dog d = (Dog) a; //向下转型
        d.lookHome();//调用狗类的lookHome方法
    }
}

 疑问：为什么要向上转型，向上转型的意义是什么？

例如：为什么需要 Animal a = new Dog();

完全可以：Dog a=new Dog();,因为Dog类完全继承Animal的方法

解析：该例题不够明确，另写一个例题

public class Testjava {
    public static void main(String args[])
    {
    fun(new Student());
    fun(new Allen());

    }
    public static void fun(Person p){ 
        p.fun2();
        if (p instanceof Student){
            Student s=(Student)p;
            s.fun3();
        }if (p instanceof Allen){
            Allen a=(Allen)p;
            a.fungod();
        }
    }
}

这个跟java面向对象的特性有关，是多态的表现特点
public static void fun(Person p)就像你这里的这个参数，如果不用person，而是用student或者allen

那你这个方法的可利用率就低了。但如果用person，那这个方法既可以匹配student，又可以匹配allen
再比如你的程序开始的时候确定有一个person型对象，但是要根据用户的选择来决定他要被实例化成哪种类型的。但如果你要分开来声明的话，那你就因为不确定性必须要声明两个变量，分别来等待实例化。

你这个程序里就只有public static void fun(Person p)这一个方法，如果说是分成两个单独的类，要改的话就只需要改这一个参数。。。。
但是后面做大程序的时候，往往好几十个方法，如果你不用person，而用了student，那你一旦在写程序的时候发现这里应该用allen而不是student，而你又没用person，那你这里一改就要改N多的地方，而且一改动很有可能会引发其他的错误，而且你这些方法很有可能又被其他的类所调用，那其他的类肯定也要跟着改啊，那这个改动量就非常大了。
比如说你的public static void fun(Student p)要传进来一个Allen类型的对象，必然报错，要改是吧~

但是如果你使用的person，那你只需要改动它实例化的语句就ok了，上面这么大的改动量现在只需要改一句话。
就是将
Person p=new Student();
改为
Person p=new Allen();
而你其他具体的方法啊，其他的相关类的代码都不用改！这就是他的意义。“

本文是引用自百度知道的一个问题和解答。