Java三大基本特征之多态
多态（Polymorphism）是面向对象编程（OOP）的三大特性之一（另外两个是 封装 和 继承），它允许 同一个行为具有不同的表现形式。在 Java 中，多态主要通过 方法重写（Override） 和 接口/抽象类 实现。
多态的核心概念
多态的核心思想
- 同一方法在不同对象上有不同的实现。
- 父类引用可以指向子类对象（向上转型）
- 运行时决定调用哪个方法（动态绑定）
多态的分类
编译时多态（静态多态）
- 通过方法重载（Overload）实现
- 在编译时就能确定调用哪个方法
- 示例：
void print(int a) { ... } void print(String s) { ... } // 方法重载
运行时多态（动态多态）
- 通过方法重写（Override）实现
- 在运行时根据对象的实际类型决定调用哪个方法
- 示例：
class Animal { void sound() { ... } } class Dog extends Animal { @Override void sound() { System.out.println("汪汪！"); } }
多态的实现方式
方法重写（Override）
子类重写父类的方法，运行时调用子类的方法：
class Animal {void sound() {System.out.println("动物叫");}
}class Dog extends Animal {@Overridevoid sound() {System.out.println("汪汪！");}
}public class Main {public static void main(String[] args) {Animal myDog = new Dog(); // 父类引用指向子类对象myDog.sound(); // 输出："汪汪！"（调用子类方法）}
}运行结果：
汪汪！接口多态
接口的引用可以指向实现类的对象：
interface Flyable {void fly();
}class Bird implements Flyable {@Overridepublic void fly() {System.out.println("鸟儿飞翔");}
}public class Main {public static void main(String[] args) {Flyable myBird = new Bird(); // 接口引用指向实现类对象myBird.fly(); // 输出："鸟儿飞翔"}
}抽象类多态
抽象类的引用可以指向子类对象：
abstract class Shape {abstract void draw();
}class Circle extends Shape {@Overridevoid draw() {System.out.println("画一个圆形");}
}public class Main {public static void main(String[] args) {Shape myShape = new Circle(); // 抽象类引用指向子类对象myShape.draw(); // 输出："画一个圆形"}
}多态的特点
向上转型（Upcasting）
父类引用指向子类对象：
Animal myDog = new Dog(); // 向上转型- 优点：提高代码灵活性，可以统一处理不同子类对象
- 限制：只能调用父类中定义的方法，不能调用子类特有的方法
向下转型（Downcasting）
将父类引用强制转回子类类型：
Animal animal = new Dog();
Dog dog = (Dog) animal; // 向下转型（需确保 animal 实际是 Dog 类型）- 风险：如果转型错误（如animal实际是Cat），会抛出ClassCastException
- 解决方案：先用instanceof检查：
if (animal instanceof Dog) {Dog dog = (Dog) animal; }
多态的应用场景
方法参数多态
方法可以接受父类/接口类型，实际传入子类对象：
void makeSound(Animal animal) {animal.sound(); // 动态绑定
}makeSound(new Dog()); // 输出："汪汪！"
makeSound(new Cat()); // 输出："喵喵！"集合存储多态
集合（如List）可以存储不同子类对象：
List<Animal> animals = new ArrayList<>();
animals.add(new Dog());
animals.add(new Cat());工厂模式
返回接口/父类类型，隐藏具体实现：
Animal getAnimal(String type) {if ("dog".equals(type)) return new Dog();else return new Cat();
}策略模式
通过接口多态动态切换算法：
interface Payment { void pay(); }
class Alipay implements Payment { ... }
class WechatPay implements Payment { ... }Payment payment = new Alipay();
payment.pay(); // 使用支付宝支付多态vs重载（Overload）
| 特性 | 多态（Override） | 重载（Overload） |
|---|---|---|
| 绑定时机 | 运行时（动态绑定） | 编译时（静态绑定） |
| 方法签名 | 必须相同（方法名、参数、返回类型） | 必须不同（参数类型或数量不同） |
| 应用场景 | 子类扩展父类行为 | 同一方法名处理不同输入 |
总结
- 多态的本质：统一方法在不同对象上有不同表现
- 实现方式：方法重写（Override）、接口、抽象类
- 核心机制：向上转型 + 动态绑定
- 优点：提高代码扩展性、降低耦合
- 典型应用：框架设计（如Spring的依赖注入）、策略模式、工厂模式
练习
最后让我们用一个小测验练习一下多态的使用
让我们分析一下图中右侧Test方法中的输出的结果都是些什么
类继承关系
通过上文的学习我们经过缜密的分析可以得到结果
确定一下最终输出结果
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 A
8---B and A
9---A and D