Java基本概念：多态

---

一、简介

描述：

• 多态性是面向对象编程中的一个重要特性，主要是用来实现动态联编的。换句话说，就是程序的最终状态只有在执行过程中才被决定，而非在编译期间就决定了。这对于大型系统来说能提高系统的灵活性和扩展性。
• 多态允许相同类域的不同对象对同一消息做出响应。即同一消息可以根据发送对象的不同而采用多种不同的行为方式。
• 多态可以让我们不用关心某个对象到底是什么具体类型，就可以使用该对象的某些方法，从而实现更加灵活的编程，提高系统的可扩展性。
• 如果对象的编译时类型和运行时类型不一致，就会造成多态。

存在条件：

1. 类之间有继承关系。
2. 子类重写父类方法。
3. 父类引用指向子类对象。

注意：

• 多态是方法的多态，属性没有多态性。
• 一个对象的实际类型是确定的，但是可以指向这个对象的引用的类型，却是可以是这对象实际类型的任意父类型。
• 子类继承父类，调用方法，如果该方法在子类中没有重写，那么就是调用的是子类继承父类的方法，如果重写了，那么调用的就是重写之后的方法。
• 'protected'修饰的父类方法可以被子类见到，也可以被子类重写，但是它是无法被外部所引用的，所以没有多态性。
• 通过一个变量调用其引用的对象的一个方法，编译器是否能让其编译通过，主要是看该变量类型的类中有没有定义该方法，如果有则编译通过，如果没有则编译报错。而不是看这个变量所引用的对象中有没有该方法。
• Java中的方法调用，是运行时动态和对象绑定的，不到运行的时候，是不知道到底哪个方法被调用的。
• 编写程序时，如果想调用运行时类型的方法，只能进行类型转换，不然通不过编译器的检查。但是如果两个没有关联的类进行强制转换，会报类型转换异常：ClassCastException。

示例：

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        /* 编译看左，运行看右 */
        Student student = new Student();
        /* 变量person是可以指向Person类型或其子类型的对象，所以可以指向Student类型对象 */
        Person person = new Student();
        /* 变量student能调用的方法是Student类中有的方法(包括继承过来的) */
        student.say();//Student
        /* 变量person能调用的方法是Person类中有的方法 */
        person.say();//Student
    }
}

class Person {
    public void say() {
        System.out.println("Person");
    }
}

class Student extends Person {
    public void say() {
        System.out.println("Student");
    }
}

---

二、重写、重载、多态的关系

1. 重载是编译时多态
   • 调用重载的方法，在编译期间就要确定调用的方法是谁，如果不能确定则编译报错 。
2. 重写是运行时多态
   • 调用重写的方法，在运行期间才能确定这个方法到底是哪个对象中的。
   • 重写方法所属取决于调用方法的引用，在运行期间所指向的对象是谁，那么调用的就是该对象中的方法。

---

三、方法绑定

• 程序执行调用方法时，系统根据相关信息，能够执行内存地址中代表该方法的代码。
• 根据绑定方法的代码的时机不同，分为静态绑定和动态绑定。

静态绑定：

• 在编译期完成，可以提高代码执行速度。

动态绑定：

• 通过对象调用的方法，采用动态绑定机制。
• 这虽然让我们编程灵活，但是降低了代码的执行速度。
• Java所有方法都是JVM在运行期才进行动态绑定的。

---

四、'instanceof'关键字

描述：

• 'instanceof'是Java的一个二元操作符。
• 'instanceof'是Java的保留关键字。
• 'instanceof'的作用是测试它左边的对象是否是它右边的类的实例，返回一个布尔值。

注意：

• 'instanceof'左边的引用的类型与右边的类之间，必须有父子关系或子父关系，否则编译会报错。
• 'instanceof'的布尔值结果，根据左边的引用的对象类型是否为右边的类的子类型。

示例：

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        Object object = new Student();
        System.out.println(object instanceof Student);//true
        System.out.println(object instanceof Person);//true
        System.out.println(object instanceof Object);//true
        System.out.println(object instanceof Teacher);//false
        System.out.println(object instanceof String);//false
        Person person = new Student();
        System.out.println(person instanceof Student);//true
        System.out.println(person instanceof Person);//true
        System.out.println(person instanceof Object);//true
        System.out.println(person instanceof Teacher);//false
        Student student = new Student();
        System.out.println(student instanceof Student);//true
        System.out.println(student instanceof Person);//true
        System.out.println(student instanceof Object);//true
    }
}

class Person {
}

class Student extends Person {
}

class Teacher extends Person {
}

---

五、类型转换

描述：

• 由于多态的关系，父类引用可以指向子类对象，子类引用不能指向父类对象。当我们想要调用子类中的方法，而对象的引用类型是其父类时，就需要将该引用类型进行强制类型转换。
• 把子类对象直接赋给父类引用叫向上转型，向上转型不用进行强制类型转换。
• 把指向子类对象的父类引用赋给子类引用叫向下转型，需要进行强制类型转换。
• 向上转型会丢失子类特有的方法，但是子类若重写了父类的方法，重写的子类方法仍有效。
• 向上转型可以减少重复代码，体现了抽象编程的思想。父类引用作为形式参数，调有时用子类引用作为实际参数，就是利用了向上转型。

强制类型转换语法：

(targetType) object

示例：

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        Person person1 = new Student();
        Student student1 = (Student) person1;
        student1.go();//studentGo
        student1.run();//studentRun
        person1.run();//studentRun
        Object object1 = new Student();
        Person person2 = (Person) object1;
        person2.run();//studentRun
        /*
        	因为object2引用的对象类型不是Student的子类型，所以以下代码会出现运行时异常：ClassCastException
            Object object2 = new Teacher();
            Student student2 = (Student) object2;
        */
    }
}

class Person {
    public void run() {
        System.out.println("personRun");
    }
}

class Student extends Person {
    public void run() {
        System.out.println("studentRun");
    }

    public void go() {
        System.out.println("studentGo");
    }
}

class Teacher extends Person {
}

---