一、多态定义及存在条件

1.1 多态的定义

多态是什么？

多态是同一个行为具有不同的表现形式或形态的能力同一方法可以根据发送对象的不同而采用不同的行为方式

例如：打印机分为黑白打印机和彩色打印机，在黑白打印机情况下打出来为黑白，在彩色打印机情况下打印出来为彩色

 多态就是事物的多种形态，一个对象在不同条件下所表现的不同形式

1.2 多态的存在条件

多态存在的三个必要条件

继承或实现：在多态中必须存在有继承或实现关系的子类和父类方法的重写：子类对父类中的某些方法进行重新定义（重写，使用@Override注解进行重写）基类引用指向派生类对象，即父类引用指向子类对象，父类类型：指子类对象继承的父类类型，或实现的父接口类型

1.3 多态的格式

父类类型  变量名 = new 子类类型（）；然后通过 变量名.方法名（）调用在子类中重写的方法多态体现为父类引用变量可以指向子类对象：定义了一个父类类型的引用，指向新建的子类类型的对象，由于子类是继承他的父类的，所以父类类型的引用是可以指向子类类型的对象的

1.4多态中的成员特点

多态成员变量：编译运行看左边

此处举例Animal是父类，Dog是子类

Animal dog = new Dog();   //Animal是引用类型，Dog是实际类型System.out.println(dog.age) //dog的引用类型是Animal,所以取到的是父类Animal中的值,说白了dog是属于Animal类，Animal中变量的值是多少就通过对象就取得多少

父类Animal:

//父类

public class Animal {

public int age = 11;

}

子类Dog:

//子类

public class Dog extends Animal {

public int age = 33;

}

启动项：

public class DemoApplication {

public static void main(String[] args) {

//父类类型 对象 = new 子类类型（）

Animal dog = new Dog();

System.out.println(dog.age);

}

}

控制台打印输出：父类中定义的age 

11

多态成员方法：编译看左边，运行看右边

此处举例Animal是父类，Dog是子类

Animal  dog  =  new Dog（）；  //Animal是引用类型，Dog是实际类型dog.eat();     //变量dog的实际类型是Dog,即是由Dog 这个实际类型new出来的，因此dog.eat() 调用的应该是子类Dog中重写的方法

父类Animal：

//父类

public class Animal {

public void eat() {

System.out.println("午餐吃狗粮");

}

}

子类Dog:

//子类

public class Dog extends Animal {

@Override

public void eat() {

System.out.println("晚餐吃狗粮");

}

}

启动项：

public class DemoApplication {

public static void main(String[] args) {

//父类类型 对象 = new 子类类型（）

Animal dog = new Dog();

dog.eat();

}

}

控制台打印输出：调用的是子类中重写的方法

晚餐吃狗粮

1.5 重写方法的快捷键

在子类Dog中右键选择Generate

 选择Override Methods然后点击生成

 1.6 多态的特点

多态情况下，子类和父类存在同名的成员变量时，访问的时父类的成员变量多态情况下，子父类存在同名的非静态成员方法时，访问的是子类中重写的方法多态情况下，子父类存在同名的静态成员变量成员方法时，访问的是父类的成员函数多态情况下，不能访问子类独由的方法

对于子类独有的方法，父类无法访问，

父类Animal保持不变：

//父类

public class Animal {

public void eat() {

System.out.println("午餐吃狗粮");

}

}

子类Dog:增加子类读有的方法walk()

//子类

public class Dog extends Animal {

public void walk(){

System.out.println("子类独有的方法");

}

@Override

public void eat() {

System.out.println("晚餐吃狗粮");

}

}

启动项：walk()方法爆红，即编译报错，

根据多态成员方法中编译看左边，运行看右边的原理

Animal  dog  =  new Dog（）；

可知 左边的Animal引用类型中没有walk()这个方法，故编译不通过，编译爆红

public class DemoApplication {

public static void main(String[] args) {

//父类类型 对象 = new 子类类型（）

Animal dog = new Dog();

dog.eat(); //访问的是子类中重写的方法

dog.walk(); //walk方法爆红,即编译报错，编译看左边，dog类的实例对象Animal没有walk（）这个方法，所以编译报错

}

}

那么想要直接访问子类独有的方法，该如何解决呢，由此引出了引用类型转换

二、引用类型转换

2.1 为什么需要引用类型转换

上面的例子说明了，在多态情况下，使用Animal引用类型构建出来的对象dog无法访问子类Dog所独有的方法walk（）；强行调用时方法会爆红，编译出错，即我们所说的编译看左边，运行看右边而且我们在多态情况下调用方法时，首先会检查等式左边的引用类型（父类）中是否有该方法存在，如果父类中没有该方法，则编译器直接报错，也就代表着，父类无法调用子类独有的方法既然编译都出错了，更别说运行了，这也是多态所造成的，因此如果我们想要调用子类的方法，必须做到向下转型

2.2 向上转型（自动转换）

先了解什么向上转型（儿子变父亲）

向上转型：

 多态本身是子类向父类向上转换（自动转换）的过程，这个过程是默许的，当父类引用指向一个子类对象时，就是向上转型

父类引用指向子类对象：

Animal dog  = new Dog（）

左边的Animal是引用类型，而dog是由右边的Dog实例对象new出来的，在上面这个等式中，左边的引用Animal指向了子类的对象dog，原本是子类对象的dog完成了向上转型

对于父类和子类的关系，直接用图来描述

 Animal父类是大范围的类型，而Cat和Dog类均属于动物类的子类，所以对于子类这种范围小的，我们可以自动转型给父类的变量，儿子向上转型，父亲是唯一的，因此是自动转换

使用格式：

父类类型  变量名  = new 子类类型（）；

Animal       dog     = new  Dog（）

通过由实例变量Dog类new出来的变量dog作为中介，使得引用变量Animal有所指向，从而完成了向上转型

相当于是

Animal       dog     = （Animal) new  Dog（）

2.3 向下转型（父亲变儿子，需要强制转换）

向上转型是一个子类变成父类的过程，下面介绍向下转型

向下转型：

向下转型是父类向子类转换的过程，这个过程需要强制转换（父亲变儿子肯定是需要条件的），一个可以将父类对象转换为子类对象，可以使用强制类型转换的格式，这便是向下转型

继续拿图说话

 

对于Dog、Cat这些子类来说，他们只是父类Animal的一部分，而对于父类来说。他拥有更多的子类 牛、羊等，所以一旦父类要转换成子类，就必须指定要变成哪个子类，必须有指向性，所以向下转型才是强制转换

使用格式：

向上转型

父类类型  变量名  = new 子类类型（）；

Animal       dog     = new  Dog（）

向下转型

子类类型 子类变量名 = （子类类型） 父类变量名

Dog dog1 = (Dog) dog;

dog1.walk； //此时可以使用子类独有的方法了

代码示例如下：

父类Animal:

//父类

public class Animal {

public void eat() {

System.out.println("午餐吃狗粮");

}

}

子类Dog：包含有子类独有的方法walk()

//子类

public class Dog extends Animal {

public void walk(){

System.out.println("子类独有的方法");

}

@Override

public void eat() {

System.out.println("晚餐吃狗粮");

}

}

启动项：

通过

Dog dog1 = (Dog) dog;完成向下转型

再利用向下转型成功的子类对象dog1调用子类中独有的方法walk()

public class DemoApplication {

public static void main(String[] args) {

//父类类型 对象 = new 子类类型（）

Animal dog = new Dog();

//向下转型

//子类类型 子类变量名 = （子类类型） 父类变量名

Dog dog1 = (Dog) dog;

dog.eat(); //访问的是子类中重写的方法

//通过向下转型的子类对象调用子类独有的方法

dog1.walk(); //walk方法爆红,即编译报错，编译看左边，dog类的实例对象Animal没有walk（）这个方法，所以编译报错

}

}

控制台打印输出：

晚餐吃狗粮

子类独有的方法

所以对于多态中，无法使用子类特有的方法也通过向下转型，将父类类型强制转换为某个子类类型后，再进行方法的调用

2.4 向下转型的问题

虽然可以通过向下转型可以调用子类独有的方法，但也会产生下面的问题

增加一个子类Cat类，

Cat类中有其独有的方法sleep（）

//Cat类通过extends关键字继承父类Animal

public class Cat extends Animal {

public void sleep(){

System.out.println("Cat类独有的方法");

}

@Override

public void eat() {

System.out.println("晚餐吃猫粮");

}

}

        

父类Animal：

//父类

public class Animal {

public void eat() {

System.out.println("午餐吃狗粮");

}

}

子类Dog类：

//子类

public class Dog extends Animal {

public void walk(){

System.out.println("Dog类独有的方法");

}

@Override

public void eat() {

System.out.println("晚餐吃狗粮");

}

}

启动项：

public class DemoApplication {

public static void main(String[] args) {

//向上转型

//父类类型 对象 = new 子类类型（）

Animal cat = new Cat();

//向下转型

//子类类型 子类变量名 = （子类类型） 父类变量名

Dog dog1 = (Dog) cat;

//通过向下转型的子类对象调用子类独有的方法

dog1.walk(); //walk方法爆红,即编译报错，编译看左边，dog类的实例对象Animal没有walk（）这个方法，所以编译报错

}

}

控制台打印输出：爆出异常ClassCastException，即类型转换异常

 分析：为什么会爆出类型转换异常

因为 在启动项中，向上转型的过程，Animal cat = new Cat(); cat对象是由子类Cat构造出来的而向下转型的过程中 Dog dog1 = (Dog) cat; 却将其变成了Dog 类的对象，Dog类和Cat类都是Animal类的儿子类 ，上面的步骤中的第二步将子类Cat的对象cat变成了兄弟类的对象dog,这就不是向下转型了，因此会报类型转换异常

那么如何避免这种异常呢 ，就需要使用instanceof关键字

2.5 instanceof关键字详解

Java为我们提供了一个关键字instanceof,它可以帮助我们避免出现ClassCastException这样的异常，

格式：

变量名  instanceof   数据类型

解释：

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

直接拿启动项来进行说明，

代码示例如下：

public class DemoApplication {

public static void main(String[] args) {

//向上转型

//父类类型 对象 = new 子类类型（）

Animal animal = new Cat();

//向下转型

//子类类型 子类变量名 = （子类类型） 父类变量名

if ( animal instanceof Cat){

Cat cat = (Cat) animal;

cat.sleep();

}else if(animal instanceof Dog){

Dog dog = (Dog) animal;

dog.walk();

}

}

}

在进行了向上转型之后，在向下转型的过程中利用if语句来进行判断，而判断条件正是向上转型产生的变量与子类之间的关系

控制台打印输出：

Cat类独有的方法