「Java」为什么“多态”

简述：多态（ polymorphism ）在 OOP（ object-oriented programming，面向对象编程）很常见，但却不好理解。窝以为窝懂了，后来发现自己原来不太懂。

            这一刻，窝还在盲人摸象，希望通过分析多态的优缺点来了解它。我自己摸索着去理解它，所以这些内容不一定是对的。

1 多态

简单地说，多态就是：

1. 父类引用指向子类对象。

Animal a = new Cat();  // Animal 是 Cat 的父类。

2. 子类要重写（ Override ）父类的方法。

如果不了解多态，可以点这里。

2 优点

鉴于参考内容的示例代码非常不错，窝就抄过来用了，见谅见谅。这里是出处。

多态当然是有它的优点，才会被引入的嘛。

1. 通过继承和重写（ Override ）非静态方法，对父类进行特定的改写。

   虽然引用变量 a 引用的是子类 Cat 的对象，但 a 能访问的是

   • Animal 的成员变量/常量
   • Animal 的静态方法
   • Animal 中未被子类 Cat重写的非静态方法
   • Cat 中重写的非静态方法。

   简单地说，就是不能访问 Animal 中那些被重写的非静态方法。

   但是，经过强制转型（ ((Cat) a) ），就又变了个样，比较魔幻了。看不懂不要紧，看代码就好了。

   总结：父类引用指向子类对象，等于指向一个改变了（在子类中重写的）某些非静态方法的父类的对象。

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        Animal a = new Cat();
        a.eat();  			// 猫吃饭（被 Cat 重写的非静态方法）
        a.sleep();			// 动物睡觉（ Animal 的静态方法)
        a.run();			// 动物奔跑（没有被 Cat 重写的静态方法）
        System.out.println(a.num);			// 10
        System.out.println(a.age);			// 10

        ((Cat) a).sleep();  // 猫睡觉
        System.out.println(((Cat) a).num);  // 100
        System.out.println(((Cat) a).age);  // 100
    }
}

class Animal {
    public int num = 10;
    public static int age = 10;

    public void eat() {
        System.out.println("动物吃饭");
    }
    public static void sleep() {
        System.out.println("动物睡觉");
    }

    public void run() {
        System.out.println("动物奔跑");
    }
}

class Cat extends Animal{
    public int num = 100;
    public static int age = 100;
    public String name = "Tom";

    @Override
    public void eat() {
        System.out.println("猫吃饭");
    }

    public static void sleep() {
        System.out.println("猫睡觉");
    }

    public void catchMouse() {
        System.out.println("猫抓老鼠");
    }
}

2. 复用代码

public void test(Animal a) {
    do something with a.
}

调用 test 函数时，传入参数可以是 Animal 的对象，也可以是 Animal 的子类的对象。

不需要针对 Animal 子类的对象重载（ Overload ）test 函数，如 public void test(Cat c) 。

3. 其他。。。

代码撸得不够多，想不出来了。

3 缺点

• 父类引用指向子类对象，无法通过父类引用访问子类的成员变量与静态方法。

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        Animal a = new Cat();
        
        a.catchMouse();
        System.out.print(a.name);
    }
}

输出： 找不到对象的方法 catchMouse() 和 成员变量 name 。

Error:(5, 10) java: cannot find symbol
                         symbol:   method catchMouse()
                         location: variable a of type Animal
Error:(6, 27) java: cannot find symbol
                         symbol:   variable name
                         location: variable a of type Animal

原因：父类 Animal 中没有方法 catchMouse()和成员变量 name 。

4 参考

• JAVA的多态用几句话能直观的解释一下吗？ - zhihu
• Creating object with reference to Interface - StackOverflow
• Diving Deeper into Polymorphism and its Benefits in Java - developer

以上