🚀文章导读

在本篇文章中，将会有很多的干货和知识点掌握，希望读者慢慢耐心阅读

在本篇文章中，将详细的讲解面向对象的第三大特性，多态，与前两种特性不同，也比前两种特性稍难，前两种特性都是通过某些关键字对类进行操作，对对象进行描述，而多态是一种非常抽象的思想。在理解多态之前，需要先了解学习多态前必备的知识点：

1、在继承体系下，向上转型和向下转型

2、父类和子类方法构成重写

3、通过父类的引用调用子类的重写方法

4、动态绑定和静态绑定

理解以上四点，就能理解什么是多态！！！

1.1 多态的概念

多态概念：父类或接口定义的引用变量可以指向子类或具体实现类的实例对象。
简单点来说就是：当完成某个行为时，不同的对象去完成时会产生不同的效果！
在Java中有两种形式可以实现多态：继承（多个子类对同一方法的重写）和接口（实现接口并覆盖接口中同一方法）

1.2 多态的实现条件

1、继承：在多态中必须存在继承关系的子类和父类

2、重写：子类对父类中的某些方法进行重新定义，在调用这些方法时，就会调用子类的重写方法

3、向上转型：在多态中，需要用父类引用指向子类对象，只有这样才能够具备通过父类调用子类中重写父类的方法

以上就是多态的实现条件，现在看不懂没关系，下面将会针对这些条件一一讲解

1.3 向上转型和向下转型

1、向上转型

向上转型其实就是把数据类型小的引用转换成数据类型大的引用，进行数据类型之间的一个转换，从而能够访问到大的数据类型中的成员方法，但是不能访问到子类特有的方法。下面用代码解释：

//父类Animal
public class Animal {
    public String name;
    public int age;
    public void eat() {
        System.out.println(name+"吃饭");
    }
}
//子类Cat
public class Cat extends Animal {
    public Cat(String name, int age) {
        super(name, age);
    }
    //定义一个cat独有的新方法miMi
    public void miMi() {
        System.out.println("喵喵");
    }
}
//TestAnimal类
public class TestAnimal {
    public static void main(String[] args) {
        Cat cat = new Cat("小黑", 12);
       Animal animal = new Animal("animal",12);
       cat.miMi();//cat可以调用属于自己的miMi方法
       cat.eat();//cat能调用eat方法，虽然子类中没有，但是它继承了父类，所以调用的是父类中的eat方法
       animal.eat();//animal可以调用属于自己的eat方法
       animal.miMi();//但animal不能调用cat引用的对象里的miMi方法，因为animal引用的是父类对象，父类对象里没有miMi这个方法
    }

}

以上是没有经过向上转型时的代码 ，下面用代码演示三种向上转型的的三种方式；

1、直接赋值

2、方法传参

3、通过返回类型

1、直接赋值
将子类的对象直接赋值给父类的引用

public class TestAnimal {
    public static void main(String[] args) {
   //父类引用 - 引用了子类对象
        Animal animal2 = new Cat("小猫",11);                 
        animal2.eat();
        animal2.miMi();//错误，没办法引用      
        //经过向上转型后，变成了父类引用 引用了子类对象，但是animal2还不能访问Cat类中的miMi()方法，那向上转型有什么用呢，不要着急，等一下讲过重写就知道了就知道了
	}
}

2、方法传参

public class TestAnimal {
    //形参用Animal类型接受
    public static void eat(Animal animal) {
        animal.eat();
    }
    public static void main(String[] args) {
        //父类引用 - 引用了子类对象
        Cat cat = new Cat("小猫",12);
        //实参是Cat类型
        eat(cat);
    }
}

在main方法中，实例化了三个对象，然后调用了TestAnimal中的eat()方法，而传参时，传入的实参是对象的引用，而实参的类型是子类，形参用的是父类来接受的，这里就相当与进行了类型转化，因为，类也是一种引用数据类型嘛！所以，在这种场景下，发生了向上转型！

当然这里会出现一个疑问，不是参数类型不同不能进行传参么，对的，类型不同不能进行传参，但是，如果是父子类关系的话，就可以进行传参！

3、通过返回类型

public class TestAnimal {
    //返回类型设置成父类Animal
    public static Animal animalMethod() {
        return new Cat("小猫",11);
    }
    public static void main(String[] args) {
        //返回的类型是Animal，所以用Animal来接受
        Animal animal = animalMethod();
        animal.eat();
    }
}

向上转型的优点：让代码的实现更加灵活；

向上转型的缺点：不能调用到子类特有的方法，只能调用到发生重写的方法；

以上就是向上转型的三种方式，请读者朋友慢慢品会。

2、向下转型

将类型大的向类型小的进行转换（不安全）

//父类
public class Animal {
   public String name;
    public int age;
    public Animal(String name, int age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
    }
    public void eat() {
        System.out.println("吃饭");
    }
}
//子类
public class Cat extends Animal {
    public Cat(String name, int age) {
        super(name, age);
    }
    public void miMi() {
        System.out.println("喵喵");
    }
}
//子类
public class Dog extends Animal{
    public Dog(String name, int age) {
        super(name, age);
    }
}
//测试
public class TestAnimal {
    public static void main(String[] args) {
        //发生向上转型
        Animal animal = new Cat("小猫",11);;
        animal.miMi();//无法进行调用

        //向下转型
        Cat cat = (Cat)animal;
        cat.miMi();
        
         //对狗类进行向上转型
        Animal animal1 = new Dog("小狗",12);
        //对animal向下转型
        Cat cat1 = (Cat)animal1;//运行时会抛出错误
        cat1.miMi();
    }
}

第一种情况：

当进行Cat进行向上转型后，通过父类引用仍然是没办法访问miMi方法，因为在Animal类中根本就没有miMi方法，所以，可以将animal进行向下转型，变成Cat类型的，因为Cat类里面有miMi方法，所以可以进行调用；

第二种情况：

当对狗类进行向上转型后，有对animal进行了向下转型，转化成了Cat类，并没有报错，但是运行时抛出了异常，因为animal本来指向的是狗类，但是非要强转成猫类，这样驴头不对马嘴，当然是不行的，所以就会报出类转换异常ClassCastException；而第一种情况是，因为animal本来指向的就是猫类，向下转型转换成猫类也是没问题的；所以向下转型是不安全的。

如果要进行向下转型，需要利用instanceof 作出检查，如果表达式为真，则可以安全转化；下面代码演示：

public class TestAnimal {
    public static void main(String[] args) {
        //发生向上转型
        Animal animal = new Cat("小猫",11);;
        //向下转型
        Cat cat = (Cat)animal;
        cat.miMi();
        //对狗类进行向上转型
        Animal animal1 = new Dog("小狗",12);
        //假如if语句进行检查
        if(animal1 instanceof Cat) {
            Cat cat1 = (Cat)animal1;
            cat1.miMi();
        }else {
            System.out.println("转换异常");
        }
    }
}

1.4 重写

概念：重写也称为覆盖，在子类中，对父类中的方法进行重新编写，等于把父类中方法复制黏贴到子类里面。

现在注意力回到刚才向上转型那里，刚刚经过向上转型后，父类引用指向了子类对象，虽然能够调用eat方法，但是调用的仍然是父类中的eat方法，那么现在，在子类中也定义一个和父类一模一样的eat方法，经过向上转型之后会发生什么变化呢？

//父类Animal
public class Animal {
    public String name;
    public int age;
    public void eat() {
        System.out.println(name+"吃饭");
    }
}
//子类Cat
public class Cat extends Animal {
    public Cat(String name, int age) {
        super(name, age);
    }
    //定义一个cat独有的新方法miMi
    public void miMi() {
        System.out.println("喵喵");
    }
    //定义一个和父类中一模一样的eat方法
        @Override
    public void eat() {
        System.out.println(name+"吃猫粮");
    }
}
//TestAnimal类
public class TestAnimal {
    //进行向上转型
    public static void method(Animal animal) {
        animal.eat();
    }
    public static void main(String[] args) {
        Cat cat = new Cat("小猫",11);
        method(cat);
    }

}

运行结果显示，虽然是父类引用，引用了子类对象，但是在调用eat方法时，并没有调用父类中的eat方法，而是通过父类引用去调用了子类中的重写了父类的eat方法，所以得出结论，因为在子类中，对父类的eat方法进行了重写，所以在调用eat方法是，会调用子类的eat方法。在下面多态的实现中还会结合例子为大家讲解；但是，在这里，还要再引出两个新的名词：动态绑定和静态绑定，刚刚在通过父类引用去调用子类中重写了父类的eat方法的这个过程就是动态绑定。

动态绑定(运行时绑定）概念：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了哪个类中的方法，方法的重写就是动态绑定；

下面通过汇编代码讲解为什么称为运行时绑定

静态绑定概念：在编译时，根据用户所传递的实参的类型及顺序确定了具体调用哪个方法。函数的重载就是静态绑定；

重写规则：

1、在子类中被重写的方法必须与父类中的方法外壳一模一样，但可以修改方法体中的内容，外壳即修饰符、返回值、方法名、参数列表

2、重写方法的返回值可以不同，但必须是父子类关系

3、注意：父类中，被private、final、修饰的方法不能被重写，静态方法和构造方法不能被重写

4、如果父类方法被public修饰，则在子类中重写该方法时，就不能被剩余的三个修饰符修饰，所以：在重写时，访问权限不能比父类中被重写的方法的访问权限更低。

5、重写方法可以用@Overrride注解显示描述，有了这个注解能进行一些合法的校验，例如把方法名字拼错了，此时编译器就会报错，提示无法构成重写。

6、构造器不能被重写，但可以被重载

面试问题：重写和重载的区别

1、方法的重载和重写都是实现多态的方式，区别在与前者实现的是编译时的多态性，而后者实现的是运行时的多态性

2、重载：发生在同一个类中，方法名相同参数列表不同（参数类型不同、个数不同、顺序不同），与方法返回值和访问修饰符无关，即重载的方法不能根据返回类型进行区分

3、重写：发生在父子类中，方法名、参数列表必须相同，返回在可以不同，但必须是父子类关系，在子类中，重写方法的访问修饰符要大于等于父类中的访问修饰符，如果父类方法访问修饰符是private，则子类中就不是重写

多态的实现

在代码中，写了一个父类Animal ，和子类Dog、子类Cat、子类Bird；它们分别都继承了父类Animal；所以继承方式是多个类继承同一个类；多说无益，下面将一步一步的讲解->

//父类Animal
public class Animal {
    public String name;
    public int age;
    public Animal(String name, int age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
    }
    //成员方法
    public void eat() {
        System.out.println(name+"吃饭");
    }
    public void eat() {
        System.out.println(name+"吃饭");
    }
}
//子类cat  
public class Cat extends Animal {
    public Cat(String name, int age) {
        super(name, age);
    }
    @Override
    public void eat() {
        System.out.println(name+"吃猫粮");
    }
}
//子类Dog
public class Dog extends Animal{
    public Dog(String name, int age) {
        super(name, age);
    }
    @Override
    public void eat() {
        System.out.println(name+"吃狗粮");
    }
}
//子类Bird
public class Bird extends Animal{
    public Bird(String name, int age) {
        super(name, age);
    }
       @Override
    public void eat() {
        System.out.println(name+"吃鸟粮");
    }
}
//类TestAnimal用于测试
public class TestAnimal {
    public static void eat(Animal animal) {
        animal.eat();
    }
    public static void main(String[] args) {
        Cat cat = new Cat("小猫", 12);
        Dog dog = new Dog("小狗", 13);
        Bird bird = new Bird("小鸟", 14);
        //因为eat()方法是用static修饰的，所以不用通过引用来调用eat()方法
        eat(cat);//传入对象的引用
        eat(dog);
        eat(bird);
    }
}

当传入的对象的引用不同时，通过animal所调用的eat方法就会发生不一样的效果，从而就验证了：当要完成一个行为时，不同的对象去完成时，产生的效果也不同！

你品，你细品！！！

再来看这张图，实例化了三个子类对象，分别调用了三次eat方法，将三个不同的引用分别作为实参传给了型参，而形参的类型是父类Animal类型，所以发生了向上转型，所以当animal引用的是Cat对象时，调用的就是子类Cat里面的eat()方法，当animal引用的是Dog对象时，调用的就是Dog里面的eat()方法，当animal引用的是Bird对象时，调用的就是Bird里面的eat()方法；所以这样就完成了通过父类去调用子类中的重写方法；当然，这是其中一种理解方式；还有第二种理解方式：当在main方法中调用eat方法时，传入一个cat引用，因为animal的类型是Animal，所以进行了向上转型，又因为，父类中的eat和子类Cat中的eat方法发生了重写，所以子类Cat中的eat方法覆盖了父类中的eat方法，所以在调用时，调用了被覆盖的父类中的eat方法！！！

所以只要能在继承的条件下发生向上转型，就能发生动态绑定，能发生动态绑定，就可以实现多态！

以上就是关于多态的讲解，多态是一种思想，需要我们慢慢的去品汇，去理解，如果觉得本篇文章不错，还望留下一个小小小的👍哟