开放原子开发者工作坊

1、多态的基本介绍

　　所谓多态就是指程序中定义的引用变量所指向的具体类型和通过该引用变量发出的方法调用在编程时并不确定，而是在程序运行期间才确定，即一个引用变量倒底会指向哪个类的实例对象，该引用变量发出的方法调用到底是哪个类中实现的方法，必须在由程序运行期间才能决定。因为在程序运行时才确定具体的类，这样，不用修改源程序代码，就可以让引用变量绑定到各种不同的类实现上，从而导致该引用调用的具体方法随之改变，即不修改程序代码就可以改变程序运行时所绑定的具体代码，让程序可以选择多个运行状态，这就是多态性。

2、什么是多态

　　多态性是面向对象编程的又一个重要特征，它是指在父类中定义的属性和方法被子类继承之后，可以具有不同的数据类型或表现出不同的行为，这使得同一个属性或方法在父类及其各个子类中具有不同的含义。

3、多态分为编译时多态和运行时多态

　　对面向对象来说，多态分为编译时多态和运行时多态。其中编译时多态是静态的，主要是指方法的重载，它是根据参数列表的不同来区分不同的方法。通过编译之后会变成两个不同的方法，在运行时谈不上多态。而运行时多态是动态的，它是通过动态绑定来实现的，也就是大家通常所说的多态性。

4、Java 实现多态有 3 个必要条件：继承、重写和向上转型。

　　只有满足这 3 个条件，开发人员才能够在同一个继承结构中使用统一的逻辑实现代码处理不同的对象，从而执行不同的行为。

• 继承：在多态中必须存在有继承关系的子类和父类。
• 重写：子类对父类中某些方法进行重新定义，在调用这些方法时就会调用子类的方法。
• 向上转型：在多态中需要将子类的引用赋给父类对象，只有这样该引用才既能可以调用父类的方法，又能调用子类的方法。

5、补充

• 实现多态的技术称为：动态绑定（dynamic binding），是指在执行期间判断所引用对象的实际类型，根据其实际的类型调用其相应的方法。
• 多态的作用：消除类型之间的耦合关系。
• 现实中，关于多态的例子不胜枚举。比方说按下 F1 键这个动作，如果当前在 Flash 界面下弹出的就是 AS 3 的帮助文档；如果当前在 Word 下弹出的就是 Word 帮助；在 Windows 下弹出的就是 Windows 帮助和支持。同一个事件发生在不同的对象上会产生不同的结果。

6、代码示例

　　例1  下面通过一个例子来演示重写如何实现多态性。例子使用了类的继承和运行时多态机制，具体步骤如下。

　　(1) 创建 Figure 类，在该类中首先定义存储二维对象的尺寸，然后定义有两个参数的构造方法，最后添加 area() 方法，该方法计算对象的面积。代码如下：

public class Figure
{
    double dim1;
    double dim2;
    Figure(double d1,double d2)
    {
        //有参的构造方法
        this.dim1=d1;
        this.dim2=d2;
    }
    double area()
    {
        //用于计算对象的面积
        System.out.println("父类中计算对象面积的方法，没有实际意义，需要在子类中重写。");
        return 0;
    }
}

　　(2) 创建继承自 Figure 类的 Rectangle 子类，该类调用父类的构造方法，并且重写父类中的 area() 方法。代码如下：

public class Rectangle extends Figure
{
    Rectangle(double d1,double d2)
    {
        super(d1,d2);
    }
    double area()
    {
        System.out.println("长方形的面积：");
        return super.dim1*super.dim2;
    }
}

　　(3) 创建继承自 Figure 类的 Triangle 子类，该类与 Rectangle 相似。代码如下：

public class Triangle extends Figure
{
    Triangle(double d1,double d2)
    {
        super(d1,d2);
    }
    double area()
    {
        System.out.println("三角形的面积：");
        return super.dim1*super.dim2/2;
    }
}

　　(4) 创建 Test 测试类，在该类的 main() 方法中首先声明 Figure 类的变量 figure，然后分别为 figure 变量指定不同的对象，并调用这些对象的 area() 方法。代码如下：

public class Test
{
    public static void main(String[] args)
    {
        Figure figure;    //声明Figure类的变量
        figure=new Rectangle(9,9);
        System.out.println(figure.area());
        System.out.println("===============================");
        figure=new Triangle(6,8);
        System.out.println(figure.area());
        System.out.println("===============================");
        figure=new Figure(10,10);
        System.out.println(figure.area());
    }
}

　　从上述代码可以发现，无论 figure 变量的对象是 Rectangle 还是 Triangle，它们都是 Figure 类的子类，因此可以向上转型为该类，从而实现多态。

　　(5) 执行上述代码，输出结果如下：

长方形的面积：
81.0
===============================
三角形的面积：
24.0
===============================
父类中计算对象面积的方法，没有实际意义，需要在子类中重写。
0.0

　　例2

　　比如你是一个酒神，对酒情有独钟。某日回家发现桌上有几个杯子里面都装了白酒，从外面看我们是不可能知道这是些什么酒，只有喝了之后才能够猜出来是何种酒。你一喝，这是剑南春、再喝这是五粮液、再喝这是酒鬼酒….在这里我们可以描述成如下：

      酒 a = 剑南春

      酒 b = 五粮液

      酒 c = 酒鬼酒

      …

      这里所表现的的就是多态。剑南春、五粮液、酒鬼酒都是酒的子类，我们只是通过酒这一个父类就能够引用不同的子类，这就是多态——我们只有在运行的时候才会知道引用变量所指向的具体实例对象。

      诚然，要理解多态我们就必须要明白什么是“向上转型”。在继承中我们简单介绍了向上转型，这里就在啰嗦下：在上面的喝酒例子中，酒（Win）是父类，剑南春（JNC）、五粮液（WLY）、酒鬼酒（JGJ）是子类。我们定义如下代码：

　　JNC a = new  JNC();

      对于这个代码我们非常容易理解无非就是实例化了一个剑南春的对象嘛！但是这样呢？

      Wine a = new JNC();

      在这里我们这样理解，这里定义了一个Wine 类型的a，它指向JNC对象实例。由于JNC是继承与Wine，所以JNC可以自动向上转型为Wine，所以a是可以指向JNC实例对象的。这样做存在一个非常大的好处，在继承中我们知道子类是父类的扩展，它可以提供比父类更加强大的功能，如果我们定义了一个指向子类的父类引用类型，那么它除了能够引用父类的共性外，还可以使用子类强大的功能。

      但是向上转型存在一些缺憾，那就是它必定会导致一些方法和属性的丢失，而导致我们不能够获取它们。所以父类类型的引用可以调用父类中定义的所有属性和方法，对于只存在与子类中的方法和属性它就望尘莫及了。

public class Wine {
    public void fun1(){
        System.out.println("Wine 的Fun.....");
        fun2();
    }
    
    public void fun2(){
        System.out.println("Wine 的Fun2...");
    }
}
 
public class JNC extends Wine{
    /**
     * @desc 子类重载父类方法
     *        父类中不存在该方法，向上转型后，父类是不能引用该方法的
     * @param a
     * @return void
     */
    public void fun1(String a){
        System.out.println("JNC 的 Fun1...");
        fun2();
    }
    
    /**
     * 子类重写父类方法
     * 指向子类的父类引用调用fun2时，必定是调用该方法
     */
    public void fun2(){
        System.out.println("JNC 的Fun2...");
    }
}
 
public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        Wine a = new JNC();
        a.fun1();
    }
}

-------------------------------------------------
Output:
Wine 的Fun.....
JNC 的Fun2...

　　从程序的运行结果中我们发现，a.fun1()首先是运行父类Wine中的fun1().然后再运行子类JNC中的fun2()。

       分析：在这个程序中子类JNC重载了父类Wine的方法fun1()，重写fun2()，而且重写后的fun1(String a)与 fun1()不是同一个方法，由于父类中没有该方法，向上转型后会丢失该方法，所以执行JNC的Wine类型引用是不能引用fun1(String a)方法。而子类JNC重写了fun2() ，那么指向JNC的Wine引用会调用JNC中fun2()方法。

       所以对于多态我们可以总结如下：

       指向子类的父类引用由于向上转型了，它只能访问父类中拥有的方法和属性，而对于子类中存在而父类中不存在的方法，该引用是不能使用的，尽管是重载该方法。若子类重写了父类中的某些方法，在调用该些方法的时候，必定是使用子类中定义的这些方法（动态连接、动态调用）。

       对于面向对象而言，多态分为编译时多态和运行时多态。其中编辑时多态是静态的，主要是指方法的重载，它是根据参数列表的不同来区分不同的函数，通过编辑之后会变成两个不同的函数，在运行时谈不上多态。而运行时多态是动态的，它是通过动态绑定来实现的，也就是我们所说的多态性。

 

参考：

1、https://blog.csdn.net/newchitu/article/details/90380094

2、http://c.biancheng.net/view/1001.html