多态的概念

多态即多种形态，具体来讲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。例如吃这个行为，牛是吃草的，猫是吃鱼的…

多态实现的条件

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

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。

public class Animal {
 String name;
 int age;
 public Animal(String name, int age){
 this.name = name;
 this.age = age;
 }
 public void eat(){
 System.out.println(name + "吃饭");
 }
}
public class Cat extends Animal{
 public Cat(String name, int age){
 super(name, age);
 }
 @Override
 public void eat(){
 System.out.println(name+"吃鱼~~~");
 }
}
public class Dog extends Animal {
 public Dog(String name, int age){
 super(name, age);
 }
 @Override
 public void eat(){
 System.out.println(name+"吃骨头~~~");
 }
}

public class TestAnimal {
 // 编译器在编译代码时，并不知道要调用Dog 
 //还是 Cat 中eat的方法
 // 等程序运行起来后，形参a引用的具体对象确定后，才知道调用那个方法
 // 注意：此处的形参类型必须时父类类型才可以
 public static void eat(Animal a){
 a.eat();
 }
 public static void main(String[] args) {
 Cat cat = new Cat("元宝",2);
 Dog dog = new Dog("小七", 1);
 eat(cat);
 eat(dog);
 }
}

当调用者调用eat()方法时，将参数设置为父类Animal,此时方法内部并不知道a指向哪个类型的引用，a调用eat()方法就会产生不同的表现，这就是多态。

重写

重写的概念

重写(override)：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，定义特定于自己的行为。也就是说子类能够根据需要实现父类的方法。

重写的规则

子类在重写父类的方法时，一般必须与父类方法原型一致：修饰符返回值类型方法名(参数列表) 要完全一致
JDK7以后，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
父类被static、private修饰的方法、构造方法都不能被重写。
子类和父类在同一个包中，那么子类可以重写父类所有方法，除了声明为 private 和 final 的方法。
子类和父类不在同一个包中，那么子类只能够重写父类的声明为 public 和 protected 的非 final 方法。
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

区别点	重载(override)	重写(override)
参数列表	必须修改	一定不能修改
返回类型	可以修改	一定不能修改
访问限定符	可以修改	一定不能做更严格的限制（可以降低限制）
异常	可以修改	可以减少或删除，一定不能抛出新的或者更广的异常

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。

重写的设计原则

对于已经投入使用的类，尽量不要进行修改。最好的方式是：重新定义一个新的类，来重复利用其中共性的内容，并且添加或者改动新的内容。
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。

向上转型与向下转型

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("Kitty",2);

animal是父类类型，但可以引用一个子类对象，因为：子类对象是一个父类对象，即可以将一个子类对象当成父类
对象来应用。因此：向上转型是安全的，因为是从小范围向大范围的转换。

使用场景

直接赋值

   public static void main(String[] args) {
        Animal animal=new Cat("kitty",2);
    }

方法传参

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

方法返回

public static Animal buyAnimal(String var){
 if("狗" == var){
 return new Dog("狗狗",1);
 }else if("猫" == var){
 return new Cat("猫猫", 1);
 }else{
 return null;
 }
 }

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。
在这里插入图片描述

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。

public static void main(String[] args) {
        Animal animal=new Cat("kitty",2);
        animal.eat();
        ((Cat)animal).mew();
    }

public static void main(String[] args) {
        Animal animal=new Cat("kitty",2);
        animal.eat();
        ((Cat)animal).mew();
        ((Dog)animal).eat();
    }

在这里插入图片描述
编译失败，类型转换异常，因为：animal实际指向的是猫
，现在要强制还原为狗，无法正常还原，运行时抛出：ClassCastException

instanceof关键字

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。

if(animal instanceof Cat){
 cat = (Cat)animal;
 cat.mew();
 }

多态的优缺点

使用多态的好处

能够降低代码的 “圈复杂度”, 避免使用大量的 if - else
可扩展能力更强

避免在构造方法中调用重写的方法

class B {
 public B() {
 // do nothing
 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();
 }
}

执行结果
D.func() 0
构造 D 对象的同时, 会调用 B 的构造方法.
B 的构造方法中调用了 func 方法, 此时会触发动态绑定, 会调用到 D 中的 func
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.
结论: “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.