【我与Java的成长记】之多态，重载与重写详解

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- 🌈 *信念如阳光，照亮前行的每一步*
前言
一、多态的概念
二、多态的实现条件
三、补充：重载与重写
- 重载的概念
- 重载的例子
- 重载的规则
- 重写的概念
- 重写的例子
- 重写的规则
- 重载与重写的区别
四、向上转型和向下转型
- 向上转型
- 向下转型
多态的优缺点

前言

本节目标：理解多态的思想，掌握多态的使用，理解什么是向上转型和向下转型

一、多态的概念

多态的概念：通俗来说，就是多种形态，具体点就是去完成某个行为，当不同的对象去完成时会产生出不同的状态。（即同一件事情，发生在不同对象身上，就会产生不同的结果）

二、多态的实现条件

在Java中要实现多态，必须要满足如下几个条件，缺一不可：

条件一：必须在继承体系下实现向上转型
条件二：子类必须要对父类中方法进行重写
条件三：通过父类的引用调用重写的方法
完成以上三个条件，就会发生动态绑定，而动态绑定是多态的基础
多态的体现：在代码运行时，当传递不同类对象时，会调用对应类中的方法

通过代码来解释一下：

class Parent{public void name(){System.out.println("I am father");}
}
class Son extends Parent{//条件一：必须在继承体系下public void name(){//条件二：子类必须要对父类中的方法进行重写System.out.println("I am son");}
}
class Daughter extends Parent{//条件一：必须在继承体系下public void name(){//条件二：子类必须要对父类中的方法进行重写System.out.println("I am daughter");}
}
public class test3 {public static void main(String[] args) {Parent parent1 = new Son();//父类的引用指向了子类1的对象Parent parent2 = new Daughter();//父类的引用指向了子类2的对象parent1.name();//条件三：通过父类的引用调整重写的方法parent2.name();}
}

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三、补充：重载与重写

重载的概念

重载（overload）指在同一个类中，多个方法有同样的名称，但参数列表不同，这样的同名且不同参数的方法就称为方法重载。

重载的例子

class Test {public static void main(String[] args) {int a = 10;int b = 20;int ret = add(a, b);System.out.println("ret = " + ret);double a2 = 10.5;double b2 = 20.5;double ret2 = add(a2, b2);System.out.println("ret2 = " + ret2);double a3 = 10.5;double b3 = 10.5;double c3 = 20.5;double ret3 = add(a3, b3, c3);System.out.println("ret3 = " + ret3);}public static int add(int x, int y) {return x + y;}public static double add(double x, double y) {return x + y;}public static double add(double x, double y, double z) {return x + y + z;}
}

如上面的代码中，方法的名字都叫add，但是有的add是计算int相加，有的是double相加，有的计算两个数字相加，有的是计算三个数相加。
同一个方法名字，提供不同版本的实现就是方法重载。

重载的规则

针对同一个类：

方法名相同
方法的参数不同（参数个数或者参数类型）
方法的返回值类型不影响重载
当两个方法的名字相同，参数也相同，但是返回值不同的时候，不构成重载

重写的概念

重写（override）也称覆盖。重写是子类对父类非静态，非private修饰，非final修饰，非构造方法等的实现过程进行重写编写，返回值和形参都不能改变。即外壳不变，核心重写。重写的好处在于子类可以根据需求，定义特定于自己的行为，也就是说子类能够根据需要实现父类的方法。

重写的例子

class Shape{public void draw(){System.out.println("画图形！");}
}
class Rect extends Shape{@Overridepublic void draw() {System.out.println("画矩形");}
}
class Cycle extends Shape{@Overridepublic void draw() {System.out.println("○");}
}
class Flower extends Shape{@Overridepublic void draw() {System.out.println("❀");}
}

重写的规则

子类在重写父类的方法时，一般必须与父类方法原型一致：返回值类型，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类关系的。
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。（访问权限从小到大为：private，default，protected，public）
父类被static、private、final修饰的方法，构造方法都不能被重写
重写的方法，可以使用@Override注解来显式指定，有了这个注解能帮我们进行一些合法性校验。

重载与重写的区别

区别点	重写	重载
参数列表	一定不能修改	必须修改
返回类型	一定不能修改（除非可以构成父子类关系）	可以修改
访问限定符	一定不能做更严格的限制（可以降低限制）	可以修改
重点	重写是一个运行期概念	重载是一个编译期概念
	重写遵循“运行期绑定”，即在程序运行时，根据引用变量所指向的实际对象的类型来调用方法	重载遵循“编译期绑定”，即在编译时根据参数变量的类型判断应该调用哪个方法

即：方法重载是一个类的多态性表现，而方法重写是子类与父类的一种多态性表现。

补充：
静态绑定：也称为前期绑定（早绑定），即在编译时，根据用户所传递实参类型就确定了具体调用哪个方法。典型代表：方法重载
动态绑定：也称为后期绑定（晚绑定），即在编译时，不能确定方法的行为，需要等到程序运行时，才能确定具体调用哪个类的方法。

四、向上转型和向下转型

向上转型

向上转型：实际就是创建一个子类对象，将其当成父类对象来使用
语法格式：父类类型对象名 = new 子类类型()

Animal animal = new Cat(“波斯猫”,3);

animal是父类类型，但可以引用一个子类对象，因为是从小范围向大范围的转换。

使用场景：

直接赋值
方法传参
方法返回

向上转型的优点：让代码实现更简单灵活。
向上转型的缺陷：不能调用到子类特有的方法。

向下转型

向下转型：将一个子类对象经过向上转型之后当成父类方法使用，再无法调用子类的方法，但有时候可能需要调用子类特有的方法，此时：将父类引用再还原为子类对象即可，即向下转型。
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向下转型用的比较少，而且不安全，万一转型失败，运行时就会抛异常。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，则可以安全转换。