1. 重温面向对象
面向对象是一种解决问题的思想，它把计算机程序看作是各种对象组合起来的。每个对象都有自己的数据（属性）和行为（方法），主要依靠对象之间的交互来解决和实现问题。Java是一门纯面向对象的语言（Object Oriented Program，简称OOP）。
2. 多态
2.1 多态的概念
多态，简单来说就是多种形态，复杂点说就是不同对象去完成某个行为时产生不同的状态。
总的来说：同一件事情，发生在不同对象上，就会产生不同的结果。
2.2 多态实现条件
Java中实现多态，必须满足以下的条件，缺一不可：
-
必须在继承的体系下才可以实现多态
-
子类必须要对父类方法机械能重写
-
通过父类的引用调用重写的方法
父类：
java
public class Pet{
String name;
String species;
public Pet(String name, String species) {
this.name = name;
this.species = species;
}
public void eat(){
System.out.println(name+"在进食");
}
}子类：
java
public class Cat extends Pet{
public Cat(String name, String species) {
super(name, species);
}
@Override
public void eat() {
System.out.println(name+"吃冻干");
}
}
java
public class Dog extends Pet{
public Dog(String name, String species) {
super(name, species);
}
@Override
public void eat() {
System.out.println(name+"吃狗粮");
}
}进行测试：
java
public class TestPet {
public static void eat(Pet pet){
pet.eat();
}
public static void main(String[] args) {
Cat cat=new Cat("咪咪","猫科动物");
Dog dog=new Dog("旺旺","犬科动物");
eat(cat);
eat(dog);
}
}
TestPet的代码时类调用者的编写
当类的调用者在编写eat这个方法时，参数类型为Pet（父类），此时在该类方法内部并不知道，也不关注当前的pet引用指向的那个子类的实例，pet这个引用调用的eat方法就可能有多种不同的表现（和pet引用的实例相关），这种行为就成为多态。
2.3 重写
重写(Override):也称为覆盖。重写是子类对父类非静态，非private修饰，非fianl修饰，非构造方法等的实现过程进行重新编写**，返回值和形参都不能改变**(外表不变，内心改变)。重写的好处在于子类可以根据需要，定义特定于自己的行为。
方法重写的规则：
-
子类在重写父类方法时，必须与父类方法的方法名，参数列表要完全一致
-
被重写的方法返回值类型可以不同，但是必须是具有父子关系的
-
访问权限不能比父类中被重写的方法的访问权限更低。例如：如果父类方法被public修饰，则子类中重写该方法就不能声明为protected
-
父类被static，private修饰的方法，构造函数都不能被重写
-
重写的方法，可以使用@Override注解来显式指定
2.4 重写和重载的区别
方法重载是一个类的多态性表现，而方法重写式子类与父类的一种多态性表现
2.5 向上转型和向下转型
向上转型：实际就是创建一个子类对象，将其当作父类对象来使用
语法格式：父类类型 对象名=new 子类对象( )
java
Pet pet=new Dog("汪汪"，"犬科动物")Pet是父类类型，但是可以引用一个子类对象，因为是从小范围到大范围的转换。
使用场景：
-
直接赋值
-
方法传参
-
方法返回
java
public class TestPet {
//2.方法传参：形参为父类类型，可以接收子类对象
public static void eat(Pet pet){
pet.eat();
}
//3.作为返回值：返回任意子类对象
public static Pet buyPet(String species){
if("犬科动物".equals(species)){
return new Dog("汪汪","犬科动物");
}else if("猫科动物".equals(species)){
return new Cat("咪咪","猫科动物");
}else {
return null;
}
}
public static void main(String[] args) {
//1.直接赋值：子类对象赋值给父类对象
Pet cat=new Cat("咪咪","猫科动物");
Pet dog=new Dog("旺旺","犬科动物");
eat(cat);
eat(dog);
Pet pet=buyPet("犬科动物");
pet.eat();
}
}向上转型的优点：让代码实现更加灵活
向上转型的缺点：不能调用子类特有的方法
将一个子类对象经过向上转型后当成父类方法使用，再也无法调用子类特有的方法，但有时候可能需要子类特有的方法，此时我们引入了向下转型。
向下转型：将父类引用还原成子类对象。
向下转型存在不安全的特点，例如下述代码：
java
public class Pet{
String name;
String species;
public Pet(String name, String species) {
this.name = name;
this.species = species;
}
public void eat(){
System.out.println(name+"在进食");
}
}
java
public class Dog extends Pet{
public Dog(String name, String species) {
super(name, species);
}
@Override
public void eat() {
System.out.println(name+"吃狗粮");
}
public void bark(){
System.out.println("汪汪汪！");
}
}
java
public class Cat extends Pet{
public Cat(String name, String species) {
super(name, species);
}
@Override
public void eat() {
System.out.println(name+"吃冻干");
}
public void mew(){
System.out.println("喵喵喵！");
}
}
java
public class TestPet {
public static void eat(Pet pet){
pet.eat();
}
public static void main(String[] args) {
Cat cat=new Cat("咪咪","猫科动物");
Dog dog=new Dog("旺旺","犬科动物");
//向上转型
Pet pet=cat;
pet.eat();
pet=dog;
pet.eat();
//此时pet指向的是dog，强制还原为cat，无法正常还原，抛出ClassCastException
cat= (Cat) pet;
cat.mew();
dog=(Dog) pet;
dog.bark();
}
}向下转型是不安全的，万一转型失败，运行时就会抛出异常。Java中为了提高向下转型的安全性，引入了instanceof，如果该表达式为true，则可以安全转型。
java
public class TestPet {
public static void eat(Pet pet){
pet.eat();
}
public static void main(String[] args) {
Cat cat=new Cat("咪咪","猫科动物");
Dog dog=new Dog("旺旺","犬科动物");
//向上转型
Pet pet=cat;
pet.eat();
pet=dog;
pet.eat();
if(pet instanceof Cat){
cat= (Cat) pet;
cat.mew();
}
if(pet instanceof Dog){
dog=(Dog) pet;
dog.bark();
}
}
}2.6 多态的优缺点
多态的好处：
- 能够降低代码的圈复杂度，避免使用大量的if-else语句
圈复杂度是一种描述代码复杂程度的方式，一段代码平铺直叙，那么比较简单理解，如果有很多分支条件或者循环语句，就认为理解起来复杂。
- 可拓展能力强
如果要新增一种行为，使用多态的方式代码改动的成本就比较低
多态的缺点：
- 属性没有多态性
当父类和子类都有同名的属性时，通过弗雷德引用，只能引用父类自己的成员属性
2.构造方法没有多态性