Java中的多态

引言

最近研究了一下java中的多态这一java特有的非常优秀的特性；
多态增加了程序的灵活性和可扩展性，但是也对程序的安全性和稳定性提出了挑战；

多态的概念

多态的定义：指允许不同类的对象对同一消息做出响应，即同一消息可以根据发送对象的不同而采用多种不同的行为方式（发送消息就是函数调用）；
多态的分类：编译时多态（方法的重载就是其具体实现），运行时多态（本文中的多态均指运行时多态）；
实现多态的技术是动态绑定（dynamic binding）：是指在执行期间判断所引用对象的实际类型，根据其实际的类型调用其相应的方法；
多态的作用：消除类型之间的耦合关系；

多态存在的条件

要有继承（包括接口的实现）；
要有重写；
父类引用指向子类对象；

实例

父类如下：

package test11;

public class BaseClass {
	public int a = 6;
	public void base(){
		System.out.println("父类普通方法");
	}
	
	public void test(){
		System.out.println("父类被覆盖方法");
	}
}

子类如下：

package test11;

public class SubClass extends BaseClass{
	public int b = 8;
	public int a = 8;
	public void test(){
		System.out.println("子类覆盖父类的test方法");
	}
	
	public void sub(){
		System.out.println("子类普通方法");
	}
	

	public static void main(String[] args) {
		BaseClass base = new BaseClass();
		SubClass sub = new SubClass();
		BaseClass bc = new SubClass();
		//SubClass sb = new BaseClass();  //编译时报错，不能从父类到子类强制转换

		System.out.println(base.a);  //6
		//System.out.println(base.b);  //报错，因为BaseClass没有变量b
		base.base();  //父类普通方法
		base.test();  //父类被覆盖方法
		
		System.out.println(sub.b);  //8
		System.out.println(sub.a);  //8
		sub.test();  //子类覆盖父类的test方法
		sub.sub();  //子类普通方法
		sub.base();  //父类普通方法
		
		//System.out.println(bc.b);  //编译时报错，编译时bc是BaseClass类，不含有变量b
		System.out.println(bc.a);  //6，因为变量没有多态的特性
		bc.test();  //子类覆盖父类的test方法
		//bc.sub();  //编译时报错，编译时bc是BaseClass类，不含有方法sub()
		bc.base();  //父类普通方法
	}

}

BaseClass base = new BaseClass();定义base为父类，可访问所有父类的变量和方法；
SubClass sub = new SubClass();定义为子类，优先访问子类中的变量和方法，如果没有，再从父类寻找；
对于BaseClass bc = new SubClass();:
- 编译时，系统首先new出来一个SubClass类的实例，系统自动将这个new出来的实例强制转换为BaseClass类型，并且赋给bc对象；
- 运行时，bc对象名义上是BaseClass类型，实际上是SubClass类型，bc对象可访问且优先访问SubClass类中的方法，找不到的话再到它的父类BaseClass寻找；
- 尽管bc对象在运行时是SubClass类型，bc对象在运行时是可以访问SubClass自己的方法的（比如sub()方法），但是由于bc对象在编译时是BaseClass类型，bc.sub()这一句话根本通不过编译，所以运行时bc对象实际上是不能访问sub()方法的；
- 在编译时，base和bc对象都是BaseClass类型的对象，但是在运行时base仍为BaseClass类型，bc却是SubClass类型，这就出现了base和bc这两个编译时相同类型的变量，在运行时调用test()方法的结果却不一致的现象，就是多态；
- 多态性只对方法有效，对于变量无效，所以访问bc对象的a变量时，输出父类的a变量而非子类的a变量值，这和java内部运行机制有关；