Java基础·第5篇：Java多态——不用再写三个重载方法了！

引入

假设你要写一个宠物管理系统。系统里有一个“投喂”功能：

• 狗：吃狗粮
• 猫：吃猫粮
• 兔子：吃兔粮

如果没有多态，你可能需要这样写：

publicvoidfeed(Dogd){d.eat();}publicvoidfeed(Catc){c.eat();}publicvoidfeed(Rabbitr){r.eat();}

三种动物，三个方法。那如果是十种动物呢？写十个长得一模一样的方法？

多态要解决的问题就是：用一个方法，接收所有动物。

publicvoidfeed(Animala){a.eat();}

不管你传进来的是狗、猫还是兔子，只要它是Animal，就能调eat()。至于具体怎么吃，每个动物自己说了算。

这就是多态——同一个方法调用，表现出不同的行为。

下面我们来看多态在Java中怎么实现。

多态的定义与前提

父类： public class Person { private String name; private int age; 空参构造 带全部参数的构造 get和set方法 public void show(){ System.out.println(name + ", " + age); } } 子类1： public class Administrator extends Person { @Override public void show() { System.out.println("管理员的信息为：" + getName() + ", " + getAge()); } } 子类2： public class Student extends Person{ @Override public void show() { System.out.println("学生的信息为：" + getName() + ", " + getAge()); } } 子类3： public class Teacher extends Person{ @Override public void show() { System.out.println("老师的信息为：" + getName() + ", " + getAge()); } } 测试类： public class Test { public static void main(String[] args) { //创建三个对象，并调用register方法 Student s = new Student(); s.setName("张三"); s.setAge(18); Teacher t = new Teacher(); t.setName("王建国"); t.setAge(30); Administrator admin = new Administrator(); admin.setName("管理员"); admin.setAge(35); register(s); register(t); register(admin); } //这个方法既能接收老师，又能接收学生，还能接收管理员 //只能把参数写成这三个类型的父类 public static void register(Person p){ p.show(); } }

多态：是指同一行为，具有多个不同表现形式。
从上面案例可以看出，学生、老师和管理员都是人，都是show这一行为，但是出现的效果（表现形式）是不一样的。

前提【重点】
有继承或者实现关系
方法的重写【意义体现：不重写，无意义】
父类引用指向子类对象【格式体现】

父类类型：指子类对象继承的父类类型，或者实现的父接口类型。

多态的形式

多态体现的格式：

父类类型 变量名 = new 子类/实现类构造器; 变量名.方法名();

多态的使用场景

如果没有多态，在上面的代码中register方法只能传递学生对象，其他的Teacher和administrator对象是无法传递给register方法方法的，在这种情况下，只能定义三个不同的register方法分别接收学生，老师和管理员。有了多态之后，方法的形参就可以定义为共同的父类Person。

要注意的是：
当一个方法的形参是一个类，我们可以传递这个类所有的子类对象。
当一个方法的形参是一个接口，我们可以传递这个接口所有的实现类对象（后面会学）。
而且多态还可以根据传递的不同对象来调用不同类中的方法。

多态的运行特点

调用成员变量时：编译看左边，运行看左边
调用成员方法时：编译看左边，运行看右边

Fu f = new Zi()； //编译看左边的父类中有没有name这个属性，没有就报错 //在实际运行的时候，把父类name属性的值打印出来 System.out.println(f.name); //编译看左边的父类中有没有show这个方法，没有就报错 //在实际运行的时候，运行的是子类中的show方法 f.show();

由此，也得出多态的弊端，无论是调用成员变量还是成员方法，都需要查看父类是否有这个成员变量和成员方法，这样就导致无法执行子类特有的属性和行为。

引用数据类型的强转

由于多态的运行逻辑，导致我们无法调用子类的独有方法。所以我们想到类可以看作是一种自定义的数据类型，在类是一种数据类型的情况下，当出现数据类型冲突时，我们可以尝试强转。
回顾基本数据类型转换
自动转换: 范围小的赋值给范围大的.自动完成:double d = 5;
强制转换: 范围大的赋值给范围小的,强制转换:int i = (int)3.14

多态的转型分为向上转型（自动转换）与向下转型（强制转换）两种。

向上转型：多态本身是子类类型向父类类型向上转换（自动转换）的过程，这个过程是默认的。 当父类引用指向一个子类对象时，便是向上转型。 使用格式：

父类类型 变量名 = new 子类类型(); 如：Animal a = new Cat();

向下转型：父类类型向子类类型向下转换的过程，这个过程是强制的。 一个已经向上转型的子类对象，将父类引用转为子类引用，可以使用强制类型转换的格式，便是向下转型。
使用格式：

子类类型 变量名 = (子类类型) 父类变量名; 如:Aniaml a = new Cat(); Cat c =(Cat) a;

强转的异常

在我们进行多态的强转时，一定会出现下面的情况：

public class Test { public static void main(String[] args) { // 向上转型 Animal a = new Cat(); a.eat(); // 调用的是 Cat 的 eat // 向下转型 Dog d = (Dog)a; d.watchHouse(); // 调用的是 Dog 的 watchHouse 【运行报错】 } }

这段代码可以通过编译，但是运行时，却报出了 ClassCastException ，类型转换异常！这是因为，明明创建了Cat类型对象，运行时，当然不能转换成Dog对象的,出现牛头不对马嘴的情况。

避免异常

这时候我们需要对强转的情况进行判断，避免出现ClassCastException 的错误

public class Test { public static void main(String[] args) { // 向上转型 Animal a = new Cat(); a.eat(); // 调用的是 Cat 的 eat // 向下转型 if (a instanceof Cat){ Cat c = (Cat)a; c.catchMouse(); // 调用的是 Cat 的 catchMouse } else if (a instanceof Dog){ Dog d = (Dog)a; d.watchHouse(); // 调用的是 Dog 的 watchHouse } } }

其中instanceof是Java的一个关键字，给引用变量做类型的校验，格式如下：

变量名 instanceof 数据类型 如果变量属于该数据类型或者其子类类型，返回true。 如果变量不属于该数据类型或者其子类类型，返回false。

最后的话

至此，面向对象的三大特性——封装、继承和多态都已经学习完毕