多态是同一个行为具有多个不同表现形式或形态的能力。

多态性

Java 引用变量有两个类型 :一个是编译时类型，一个是运行时类型，编译时类型由声明该变量时使用的类型决定，运行时类型由实际赋给该变量的对象决定，如果编译时类型和运行时类型不一致，就可能出现所谓的「多态(Polymorphism)」。

多态实例


class BaseClass {
 public int book = 6;

 public void base() {
  System.out.println("父类的普通方法");
 }

 public void test() {
  System.out.println("父类的被覆盖的方法");
 }
}

public class SubClass extends BaseClass {
 // 重新定义一个 book 实例变量隐藏父类 book 实例变量
 public String book = "子类书籍 ";

 public void test() {
  System.out.println(" 子类的覆盖父类的方法");
 }

 public void sub() {
  System.out.println("子类的普通方法 ");
 }

 public static void main(String[] args) {
  // 下面编译时类型和运行时类型完全一样 因此不存在多态
  BaseClass bc = new BaseClass();
  // 输出
  System.out.println(bc.book);
  // 下面两次调用将执行 BaseClass的方法
  bc.base();
  bc.test();
  // 下面编译时类型和运行时类型完全 样，因此不存在多态
  SubClass sc = new SubClass();
  // 输出 轻量级 Java EE 企业应用实战"
  System.out.println(sc.book);
  // 下面调用将执行从父类继承到的 base ()方法
  sc.base();
  // 下面调用将执行当前类的 test ()方法
  sc.test();
  // 下面编译时类型和运行时类型不 样，多态发生
  BaseClass ploymophicBc = new SubClass();
  // 输出表明访问的是父类对象的实例变量
  System.out.println(ploymophicBc.book);
  // 下面调用将执行从父类继承到的 base ()方法
  ploymophicBc.base();
  // 下面调用将执行当前类的 test ()方法
  ploymophicBc.test();
  // 因为 ploymophicBC 的编译时类型是 BaseClass
  // BaseClass 类没有提供 sub ()方法，所以下面代码编译时会出现错误
  // plonophicBc.sub()

 }
}

结果：

6
父类的普通方法
父类的被覆盖的方法
子类书籍 
父类的普通方法
 子类的覆盖父类的方法
6
父类的普通方法
 子类的覆盖父类的方法

父类引用指向子类对象时，多态发生了

❝
引用变量在编译阶段只能调用其编译时类型所具有的方法，但运行时则执行它运行时类型所具有的方法。因此，编写 Java 代码时，引用变量只能调用声明该变量时所用类里包含的方法。例如，通过 Object p = new Person()代码定义一个变量，则这个变量只能调用Object 类的方法，而不能调用 Person 类里定义的方法
❞

引用变量的强制类型转换

编写Java程序时，引用变量只能调用它编译时类型的方法，而不能调用它运行时类型的方法，即使它实际所引用的对象确实包含该方法。如果需要让这个引用变量调用它运行时类型的方法，则必须把它强制类型转换成运行时类型，强制类型转换需要借助于类型转换运算符。

类型转换运算符是小括号，类型转换运算符的用法是：「(type)variable」,这种用法可以将variable变量转换成一个type类型的变量。类型转换运算符可以将一个基本类型变量转换成另一个类型。

除此之外，这个类型转换运算符还可以将一个引用类型变量转换成其子类类型。这种强制类型转换不是万能的，当进行强制类型转换时需要注意：

基本类型之间的转换只能在数值类型之间进行，这里所说的数值类型包括整数型、字符型和浮点型。但数值类型和布尔类型之间不能进行类型转换。
引用类型之间的转换只能在具有继承关系的两个类型之间进行，如果是两个没有任何继承关系的类型，则无法进行类型转换，否则编译时就会出现错误。如果试图把一个父类实例转换成子类类型，则这个对象必须实际上是子类实例才行(即编译时类型为父类类型，而运行时类型是子类类型)，否则将在运行时引发ClassCastException异常。

下面是进行强制类型转换的示范程序。下面程序详细说明了哪些情况可以进行类型转换，哪些情况不可以进行类型转换。

引用类型强制转换实例

public class ConversionTest {
 public static void main(String[] args) {
  double d = 13.4;
  long l = (long) d;
  System.out.println(l);
  int in = 5;
    //试图把 个数值类型的变量转换为 boolean 类型，下面代码编译出错
    //编译时会提示:不可转换的类型
   // boolean b = (boolean)in ; 
  Object obj = "Hello";
    // obj 变量的编译时类型为 Object,Object、String 存在继承关系，可以强制类型转换
    //而且 obj 变量的实际类型是 String ，所以运行时也可通过
  String objStr = (String) obj;
  System.out.println(objStr);

   // 定义一个 objpri 变量，编译时类型为 bject ，实际类型为 Integer
  Object objpri = Integer.valueOf(5);
    // objpri 变量的编译时类型为 Object, objPr的运行时类型为 Integer
   // Object Integer 存在继承关系
   // 可以强制类型转换，而 objpri 变量的实际类型是 Integer
   // 所以下面代码运行时引发 ClassCastException 异常
    //String str = (String)objPri;
 }
}

❝
当把子类对象赋给父类引用变量时，被称为向上转型( upcasting )，这种转型总是可以成功的，这也从另一个侧面证实了子类是一种特殊的父类。这种转型只是表明这个引用变量的编译时类型是父类，但实际执行它的方法时，依然表现出子类对象的行为方式。但把一个父类对象赋给子类引用交量时，就需要进行强制类型转换，而且还可能在运行时产ClassCastException 异常，使用 instanceof 运算符可以让强制类型转换更安全。
❞

instanceof 运算符

instanceof运算符的前一个操作数通常是一个引用类型变量，后一个操作数通常是一个类(也可以是接口)，它用于判断前面的对象是否是后面的类，或者其子类、实现类的实例。如果是，则返回true,否则返回false。

在使用instanceof运算符时需要注意：instanceof运算符前面操作数的编译时类型要么与后面的类相同，要么与后面的类具有父子继承关系，否则会引起编译错误。

下面程序示范了 instanceof运算符的用法。

instanceof运算符实例

public class InstanceTest {
 public static void main(String[] args) {
  // 声 hello 时使用 Object 类，则 hello 的编译类型是 Object
  // Object 是所有类的父类，但 hello 量的实际类型是 String
  Object hello = "Hello";
  // String Object 类存在继承关系，可以进行 instanceof 运算 返回 true
  System.out.println(" 字符串是否是 Object 类的实例" + (hello instanceof Object));
  System.out.println("字符串是否是 String 类的实例:" + (hello instanceof String)); // 返回 true
  // Math Object 类存在继承关系，可以进行 instanceof 运算。返回 false
  System.out.println("字符串是否是 Math 类的实例" + (hello instanceof Math));
  // Stri 呵实现了 Comparable 接口，所以返回 true
  System.out.println("字符串是否是 Comparable 接口的实例" + (hello instanceof Comparable));
  String a = "He llo";
  // String 类与 Math 类没有继承关系，所以下面代码编译无法通过
  // System.out.println( "字符串是否是 Math 类的实例" + (a instanceof Math));
 }
}

多态实现方式

重写
接口
抽象类和抽象方法

「参考：」 【1】：《疯狂Java讲义》【2】：https://www.runoob.com/java/java-polymorphism.html 【3】：《Java核心技术卷一》

本文使用 mdnice 排版

Java Review (十一、面向对象----多态)

多态性

引用变量的强制类型转换

instanceof 运算符

多态实现方式