Java的三大特性之一：多态

多态是继封装、继承之后，面向对象的第三大特性。
生活中，比如跑的动作，小猫、小狗和大象，跑起来是不一样的。再比如飞的动作，昆虫、鸟类和飞机，飞起来也是不一样的。可见，同一行为，通过不同的事物，可以体现出来的不同的形态。多态，描述的就是这样的状态。
定义
多态：是指同一行为，具有多个不同表现形式。
前提：重点
1. 继承或者实现【二选一】
2. 方法的重写【意义体现：不重写，无意义】
3. 父类引用指向子类对象【格式体现】
多态的体现
格式
父类类型 变量名 = new 子类对象;
变量名.方法名();
父类类型：指子类对象继承的父类类型，或者实现的父接口类型。
就像
Fu f = new Zi();
f.method();
当使用多态方式调用方法时，首先检查父类中是否有该方法，如果没有，则编译错误；如果有，执行的是子类重写后方法。 示例：
父类：
public abstract class Animal {
public abstract void eat();
}
子类：
class Cat extends Animal {
public void eat() {
System.out.println("吃鱼");
}
}
class Dog extends Animal {
public void eat() {
System.out.println("吃骨头");
}
}
测试类：
public class Test {
public static void main(String[] args) {
// 多态形式，创建对象
Animal a1 = new Cat();
// 调用的是 Cat 的 eat
a1.eat();
// 多态形式，创建对象
Animal a2 = new Dog();
// 调用的是 Dog 的 eat
a2.eat();
}
}


多态的好处
实际开发的过程中，父类类型作为方法形式参数，传递子类对象给方法，进行方法的调用，更能体现出多态的扩展性与便利。例如：
父类：
public abstract class Animal {
public abstract void eat();
}
子类：
class Cat extends Animal {
public void eat() {
System.out.println("吃鱼");
}
}
class Dog extends Animal {
public void eat() {
System.out.println("吃骨头");
}
}
测试类：
public class Test {
public static void main(String[] args) {
// 多态形式，创建对象
Cat c = new Cat();
Dog d = new Dog();
// 调用showCatEat
showCatEat(c);
// 调用showDogEat
showDogEat(d);
/*
以上两个方法, 均可以被showAnimalEat(Animal a)方法所替代
而执行效果一致
*/
showAnimalEat(c);
showAnimalEat(d);
}
public static void showCatEat (Cat c){
c.eat();
}
public static void showDogEat (Dog d){
d.eat();
}
public static void showAnimalEat (Animal a){
a.eat();
}
}


由于多态特性的支持，showAnimalEat方法的Animal类型，是Cat和Dog的父类类型，父类类型接收子类对象，当然可以把Cat对象和Dog对象，传递给方法。
当eat方法执行时，多态规定，执行的是子类重写的方法，那么效果自然与showCatEat、showDogEat方法一致，所以showAnimalEat完全可以替代以上两方法。
不仅仅是替代，在扩展性方面，无论之后再多的子类出现，我们都不需要编写showXxxEat方法了，直接使用showAnimalEat都可以完成。
所以，多态的好处，体现在，可以使程序编写的更简单，并有良好的扩展。
引用类型转换
向上转型
向上转型：多态本身是子类类型向父类类型向上转换的过程，这个过程是默认的。
当父类引用指向一个子类对象时，便是向上转型。
格式：
父类类型  变量名 = new 子类类型();
如：Animal a = new Cat();
向下转型
向下转型：父类类型向子类类型向下转换的过程，这个过程是强制的。
一个已经向上转型的子类对象，将父类引用转为子类引用，可以使用强制类型转换的格式，便是向下转型。
格式：
子类类型 变量名 = (子类类型) 父类变量名;
如:Cat c =(Cat) a;
为什么要转型
当使用多态方式调用方法时，首先检查父类中是否有该方法，如果没有，则编译错误。也就是说，不能调用子类拥有，而父类没有的方法。编译都错误，更别说运行了。这也是多态给我们带来的一点"小麻烦"。所以，想要调用子类特有的方法，必须做向下转型。
示例
定义类：
abstract class Animal {
abstract void eat();
}
class Cat extends Animal {
public void eat() {
System.out.println("吃鱼");
}
public void catchMouse() {
System.out.println("抓老鼠");
}
}
class Dog extends Animal {
public void eat() {
System.out.println("吃骨头");
}
public void watchHouse() {
System.out.println("看家");
}
}
测试类：
public class Test {
public static void main(String[] args) {
// 向上转型
Animal a = new Cat();
// 调用的是 Cat 的 eat
a.eat();
// 向下转型
Cat c = (Cat)a;
// 调用的是 Cat 的 catchMouse
c.catchMouse();
}
}


转型的异常
转型的过程中，一不小心就会遇到这样的问题，请看示例：
public class Test {
public static void main(String[] args) {
// 向上转型
Animal a = new Cat();
// 调用的是 Cat 的 eat
a.eat();
// 向下转型
Dog d = (Dog)a;
// 调用的是 Dog 的 watchHouse 运行报错
d.watchHouse();
}
}


段代码可以通过编译，但是运行时，却报出了ClassCastException，类型转换异常！这是因为，明明创建了Cat类型对象，运行时，当然不能转换成Dog对象的。这两个类型并没有任何继承关系，不符合类型转换的定义。为了避免ClassCastException的发生，Java提供了instanceof关键字，给引用变量做类型的校验，格式：
变量名 instanceof 数据类型
如果变量属于该数据类型，返回true。
如果变量不属于该数据类型，返回false。
所以，转换前，我们最好先做一个判断，代码如下：
public class Test {
public static void main(String[] args) {
// 向上转型
Animal a = new Cat();
// 调用的是 Cat 的 eat
a.eat();
// 向下转型
if (a instanceof Cat){
Cat c = (Cat)a;
// 调用的是 Cat 的 catchMouse
c.catchMouse();
} else if (a instanceof Dog){
Dog d = (Dog)a;
// 调用的是 Dog 的 watchHouse
d.watchHouse();
}
}
}