深入理解Java中的多态机制

引言：

多态通过分离做什么和怎么做，从还有一个角度将接口和实现分离开来。多态不但可以改善代码的组织结构和可读性。还可以创建可扩展的程序--即不管在项目最初创建时还是在须要时加入新功能时都可以“生长”的程序。

本文文件夹大纲：

一、什么是多态

二、多态的类别

三、多态的产生方式

四、执行期多态必要条件

五、向上转型

六、向下转型

七、动态多态的适用范围

八、多态的优点

1、什么是多态

多态（Polymorphism），按字面的意思就是“多种状态”。简单而通俗的说。就是一句话：同意将子类类型的指针赋值给父类类型的指针。

2、多态的类别

编译期多态(静态多态，早期绑定)和执行期多态(后期绑定)；

绑定：将一个方法调用同一个方法主体关联起来被称做绑定。

前期绑定：在程序运行前绑定（由编译器和连接程序实现），称作前期绑定。它是面向过程的语言中不须要选择就默认的绑定方式。列入C仅仅有一种方法调用，那就是前期绑定。

后期绑定：在执行时依据对象的类型进行绑定。

后期绑定也称作动态绑定或执行时绑定。

它通过某种特殊机制实现，即程序一直不知道对象的类型。可是方法调用机制调用机制能找到正确的方法体，并加以调用。

Java中除了static 方法和final 方法(private 属于final 方法)之外，其它全部方法都是后期绑定。这意味着通常情况下，我们不必判定是否应该进行后期绑定--它会自己主动发生。

3、多态产生的方式

3.1、强制的：一种隐式做类型转换的方法。

        强制多态隐式的将參数按某种方法，转换成编译器觉得正确的类型以避免错误。

在一下的表达式中，编译器必须决定二元运算符‘+’所应做的工作：        

[java] view plain copy

跟据须要判定"+ " 运算符所要进行的运算，（1和（2行中进行加法运算，（3中进行字符串连接运算

3.2、编译期多态(重载  overload)：

静态多态性：包含变量的隐藏、方法的重载(指同一个类中，方法名同样（方便记忆），可是方法的參数类型、个数、次序不同，本质上是多个不同的方法)；

举例：

public class override{
      public void show( ){
      };
      public void show( int i){
           System.out.println("含參数的show方法 .");
      };
}

通过传入不同參数，让程序依据传入的參数来表现出不同的状态。进而实现多态。

3.3、执行期多态（重写 override）

动态多态性：是指子类在继承父类(或实现接口)时重写了父类(或接口)的方法，程序中用父类(或接口)引用去指向子类的详细实例，从代码形式上看是父类(或接口)引用去调用父类(接口)的方法，可是在实际执行时，JVM可以依据父类(或接口)引用所指的详细子类。去调用相应子类的方法，从而表现为不同子类对象有多种不同的形态。

只是，程序代码在编译时还不能确定调用的哪一个类的方法。仅仅有在执行时才干确定，故又称为执行时的多态性。

举例：

public classsup {
   public void show(){
      System.out.println("show() in sup !");
   }
}
public classsub extendssup{
   public void show(){
      System.out.println("show() in sub !");
   }
}
public classClient {
 
   public static void main(String[] args) {
     
      supsp= new sup();
      subsb = new sub();
      sups = new sub();
     
      sp.show();
      sb.show();
      s.show();
   }
}

执行结果：

show() in sup !

show() in sub !

show() in sub !

第三行代码。尽管编译是sup类，但执行的却是sub的show()方法。通过方法的重载。让程序表现出不同的状态，来体现程序的多态性。

4、执行期多态必要条件

一、要有继承（包含接口的实现）；
二、要有重写；
三、父类引用指向子类对象。

5、向上转型

          子类自有的方法不可见

         1）、代码检查不同意。

         2）、从实际意义上

在以下代码中。s仅仅能调用sup中曾声明过的方法。而子类中新添加的所独有的方法则并不可见，自然也无法调用。

sup s = new sub();

s.show();

6、向下转型

          存在于继承中，父类引用指向的对象实际是要转型的子类引用的类型。

如果如今已经定义一个了Animal类，而且定义类Dog和类Cat继承Animal.

[java] view plain copy

对于一个由向上转型而来的对象，假设对它实行向下转型，须要知道该对象之前的类型。否则编译器会报错。如上述代码所描写叙述一样。

7、动态多态的适用范围

1、仅仅适用于动态方法，对于变量不能被重写（覆盖）。”重写“的概念仅仅针对方法，如 变量不能被重写（覆盖）

2、静态static方法属于特殊情况，域不会有多态机制。所调用的方法依据编译时採用的类型所确定。

以下通过代码解释：

/*
例子1：
  classParent{
     int num = 3;
  }
 
  classChild extends Parent{
     int num = 4;
  }
*/
 
/*
例子2：
class Parent{
 
}
 
class Child extends Parent{
    intnum = 4;
}
*/
 
/*
例子3：
class Parent{
    void show(){
        System.out.println("ParentShow!");
     }
  }
 
  classChild extends Parent{
    void show(){
        System.out.println("ChildShow!");
     }
  }
*/
 
/*
例子4：
class Parent{
    
  }
 
  class Child extends Parent{
    voidshow(){
        System.out.println("ChildShow!");
     }
  }
*/
 
 
class Parent{
    static void show(){
        System.out.println("ParentShow!");
     }
  }
 
  class Child extends Parent{
    static void show(){
        System.out.println("ChildShow!");
     }
  }
 
 
public class PC{
   public static void main(String[] args){
        Parentp = new Child();
        //例子1：
        //System.out.println(p.num);//3。 输出的是父类的num。
         
        //例子2：
        //System.out.println(p.num);//错误: 找不到符号 num
         
        //例子3：
        //p.show();//ChildShow!  输出的是子类的方法。
         
        //例子4：
        //p.show();//  错误: 找不到符号   p.show();
         
        //例子5：
        p.show();//Parent Show!  执行父类的静态方法。

   } 
}
 
/*

总结：

对象多态时：

1.成员变量：(不涉及覆盖)

编译时: 參考引用变量所属的类中是否有调用的成员变量，有， 编译通过。没有。编译失败。

执行时: 參考引用变量所属的类中是否有调用的成员变量。 并执行该类所属中的成员变量。

简单的说：编译和执行都參考等号的左边。

2.成员函数（非静态）：

编译时：參考引用变量所属的类中是否有调用的成员变量。 有， 编译通过。 没有，编译失败：

执行时：參考的是对象所属的类中是否有调用的函数。

简单的说：编译看左边， 执行看右边。

3.静态函数。 变量：

   编译和执行都是參考左边參数类型！

   事实上静态方法不存在多态。 静态方法是属于类的，我们说的是对象的多态！静态方法直接用类名调用就好了，

   不是必需创建对象！

   静态的方法仅仅能被静态的方法所覆盖！

8、多态的优点

1.可替换性（substitutability）。多态对已存在代码具有可替换性。比如，多态对圆Circle类工作，对其它不论什么圆形几何体，如圆环。也相同工作。

2.可扩充性（extensibility）。多态对代码具有可扩充性。

添加新的子类不影响已存在类的多态性、继承性。以及其它特性的执行和操作。实际上新加子类更easy获得多态功能。比如。在实现了圆锥、半圆锥以及半球体的多态基础上，非常easy增添球体类的多态性。

3.接口性（interface-ability）。

多态是超类通过方法签名，向子类提供了一个共同接口。由子类来完好或者覆盖它而实现的。

如图8.3 所看到的。图中超类Shape规定了两个实现多态的接口方法，computeArea()以及computeVolume()。子类，如Circle和Sphere为了实现多态，完好或者覆盖这两个接口方法。

4.灵活性（flexibility）。它在应用中体现了灵活多样的操作，提高了使用效率。

5.简化性（simplicity）。多态简化相应用软件的代码编写和改动过程，尤其在处理大量对象的运算和操作时。这个特点尤为突出和重要。

參考资料：http://www.cnblogs.com/hujunzheng/p/3872619.html