Java面向对象编程三大特性 --- 多态

多态特性：

子类Child继承父类Father，我们可以编写一个指向子类的父类类型引用，该引用既可以处理父类Father对象，也可以处理子类Child对象，当相同的消息发送给子类或者父类对象时，该对象就会根据自己所属的引用而执行不同的行为，这就是多态。即多态性就是相同的消息使得不同的类做出不同的响应。

 /**
  * 多态特性
  *
  * @author Wáng Chéng Dá
  * @create 2017-02-21 14:39
  */
 class Father {
     String x = "Father--x";
     static String y = "Father--y";

     void eat() {
         System.out.println("Father喜欢吃大蒜！");
     }

     static void speak() {
         System.out.println("Father:儿子去写作业！");
     }
 }

 class Son extends Father {
     String x = "Son--x";
     static String y = "Son--y";

     void eat() {
         System.out.println("Son喜欢爽歪歪！");
     }

     static void speak() {
         System.out.println("Son:爸爸我可不可以不写作业, 练字啊?");
     }
 }

 public class Polymorphic {

     public static void main(String[] args) {

         System.out.println("---------父类引用指向子类对象[Father f = new Son()]START-----------");
         Father f = new Son(); // 父类引用指向了子类对象。
         System.out.println(f.x);
         System.out.println(f.y);
         f.eat();
         f.speak();
         System.out.println("---------父类引用指向子类对象[Father f = new Son()]END-----------");

         System.out.println("---------[Son son = new Son()]START-----------");
         Son son = new Son();
         System.out.println(son.x);
         System.out.println(son.y);
         son.eat();
         son.speak();
         System.out.println("---------[Son son = new Son()]END-----------");

         System.out.println("---------[Father father = new Father()]START-----------");
         Father father = new Father();
         System.out.println(father.x);
         System.out.println(father.y);
         father.eat();
         father.speak();
         System.out.println("---------[Father father = new Father()]END-----------");

         System.out.println("---------[Son s = new Father()]START-----------");
         System.out.println("Son s = new Father()--子类引用指向父类会编译失败");
         System.out.println("---------[Son s = new Father()]END-----------");

     }
 }

控制台输出：

---------父类引用指向了子类对象[Father f = new Son()]START-----------
Father--x
Father--y
Son喜欢爽歪歪！
Father:儿子去写作业！
---------父类引用指向了子类对象[Father f = new Son()]END-----------
---------[Son son = new Son()]START-----------
Son--x
Son--y
Son喜欢爽歪歪！
Son:爸爸我可不可以不写作业, 练字啊?
---------[Son son = new Son()]END-----------
---------[Father father = new Father()]START-----------
Father--x
Father--y
Father喜欢吃大蒜！
Father:儿子去写作业！
---------[Father father = new Father()]END-----------
---------[Son s = new Father()]START-----------
Son s = new Father()--子类引用指向父类会编译失败
---------[Son s = new Father()]END-----------

总结：

1：父类和子类有相同的成员变量 , 多态下访问的是父类的成员变量。 
2：当子类重写父类非静态方法，多态下访问的是子类的非静态方法。 
3：当子类重写父类静态方法，多态下访问的是父类的静态方法。

多态的实现：

Java实现多态有三个必要条件：继承、重写、向上转型。

继承：就是扩展已有类的功能，在继承中分为子类和父类，父类有时候也称为超类（super class）,子类有时候称为派生类(一个父类可以有多个子类，一个子类必须只有一个父类)。

重写：子类对父类中某些方法进行重新定义(方法同时存在父子类关系中)。

向上转型：一个指向子类的父类类型引用[Father f = new Child()]。

 class Wine {
     private String name;

     public String getName() {
         return name;
     }

     public void setName(String name) {
         this.name = name;
     }

     public Wine(){
     }

     public String drink(){
         return "喝的是 " + getName();
     }

     /**
      * 重写toString()
      */
     public String toString(){
         return "Wine中重写toString()";
     }
 }

 class Beer extends Wine{
     public Beer(){
         setName("啤酒");
     }

     /**
      * 重写父类方法，实现多态
      */
     public String drink(){
         return "喝的是 " + getName();
     }

     /**
      * 重写toString()
      */
     public String toString(){
         return "Wine : " + getName();
     }
 }

 class RedWine extends Wine{
     public RedWine(){
         setName("红酒");
     }

     /**
      * 重写父类方法，实现多态
      */
     public String drink(){
         return "喝的是 " + getName();
     }

     /**
      * 重写toString()
      */
     public String toString(){
         return "Wine : " + getName();
     }
 }

 public class Test {
     public static void main(String[] args) {
         //定义父类数组
         Wine[] wines = new Wine[2];
         //定义两个子类
         Beer beer = new Beer();
         RedWine redWine = new RedWine();

         //父类引用子类对象
         wines[0] = beer;
         wines[1] = redWine;

         for(int i = 0 ; i < 2 ; i++){
             System.out.println(wines[i].toString() + "\n这杯" + wines[i].drink());
             System.out.println("-------------------------------");
         }
     }
 }

控制台输出：

Wine : 啤酒

这杯喝的是 啤酒

-------------------------------

Wine : 红酒

这杯喝的是 红酒

-------------------------------

特性：

1. 当子类重写父类的方法被调用时，只有对象继承链中的最末端的方法才会被调用。

2. 对于引用子类的父类类型，在处理该引用时，它适用于继承该父类的所有子类，子类对象的不同，对方法的实现也就不同，执行相同动作产生的行为也就不同。

经典实例

• 通过上面的讲述，可以说是对多态有了一定的了解。现在趁热打铁，看一个实例。
• 该实例是有关多态的经典例子，摘自：http://blog.csdn.net/thinkGhoster/archive/2008/04/19/2307001.aspx。

 class A {
     public String show(D obj) {
         return ("A and D");
     }

     public String show(A obj) {
         return ("A and A");
     }

 }

 class B extends A{
     public String show(B obj){
         return ("B and B");
     }

     public String show(A obj){
         return ("B and A");
     }
 }

 class C extends B{

 }

 class D extends B{

 }

 class Test {
     public static void main(String[] args) {
         A a1 = new A();
         A a2 = new B();
         B b = new B();
         C c = new C();
         D d = new D();
         System.out.println("A----B----C");
         System.out.println("     ┖----D");
         System.out.println("this.show(O)、super.show(O)、this.show((super)O)、super.show((super)O)");

         System.out.println("1--" + a1.show(b));
         System.out.println("2--" + a1.show(c));
         System.out.println("3--" + a1.show(d));
         System.out.println("4--" + a2.show(b));
         System.out.println("5--" + a2.show(c));
         System.out.println("6--" + a2.show(d));
         System.out.println("7--" + b.show(b));
         System.out.println("8--" + b.show(c));
         System.out.println("9--" + b.show(d));
     }
 }

控制台输出：

A----B----C
┖----D
this.show(O)、super.show(O)、this.show((super)O)、super.show((super)O)
1--A and A
2--A and A
3--A and D
4--B and A
5--B and A
6--A and D
7--B and B
8--B and B
9--A and D

关系图谱：

分析：

在这里看结果1、2、3还好理解，从4开始就开始糊涂了，对于4来说为什么输出不是“B and B”呢?

首先我们先看一句话：当超类对象引用变量引用子类对象时，被引用对象的类型而不是引用变量的类型决定了调用谁的成员方法，但是这个被调用的方法必须是在超类中定义过的，也就是说被子类覆盖的方法。这句话对多态进行了一个概括。其实在继承链中对象方法的调用存在一个优先级：this.show(O)、super.show(O)、this.show((super)O)、super.show((super)O)。

比如4，a2.show(b)，a2是一个引用变量，类型为A，则this为a2，b是B的一个实例，于是它到类A里面找show(B obj)方法，没有找到，于是到A的super(超类)找，而A没有超类，因此转到第三优先级this.show((super)O)，this仍然是a2，这里O为B，(super)O即(super)B即A，因此它到类A里面找show(A obj)的方法，类A有这个方法，但是由于a2引用的是类B的一个对象，B覆盖了A的show(A obj)方法，因此最终锁定到类B的show(A obj)，输出为"B and A”。

再比如8，b.show(c)，b是一个引用变量，类型为B，则this为b，c是C的一个实例，于是它到类B找show(C obj)方法，没有找到，转而到B的超类A里面找，A里面也没有，因此也转到第三优先级this.show((super)O)，this为b，O为C，(super)O即(super)C即B，因此它到B里面找show(B obj)方法，找到了，由于b引用的是类B的一个对象，因此直接锁定到类B的show(B obj)，输出为"B and B”。

当超类对象引用变量引用子类对象时，被引用对象的类型而不是引用变量的类型决定了调用谁的成员方法，但是这个被调用的方法必须是在超类中定义过的，也就是说被子类覆盖的方法。