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本文轉(zhuǎn)載自微信公眾號「小菜良記  」，作者蔡不菜丶 。轉(zhuǎn)載本文請聯(lián)系小菜良記  公眾號。   

”今天是周五，跟往常一樣踩點來到了公司。坐到自己的工位上打開電腦，"又是搬磚的一天"。想歸想，還是"熟練"的打開了 Idea，看了下今天的需求，便敲起了代碼。咦，這些代碼是誰寫的，怎么出現(xiàn)在我的代碼里面，而且還是待提交狀態(tài)，我記得我沒寫過呀，饒有興趣的看了看：

 

這不是多態(tài)嗎，誰在我電腦寫的測試，不禁一陣奇怪。

"你看看這會輸出什么結(jié)果?"一陣聲音從身后傳來，因為在思考輸出結(jié)果，也沒在意聲音的來源，繼續(xù)看了看代碼，便得出結(jié)論：

/* 
    polygon() before cal() 
    square.cal(), border = 2 
    polygon() after cal() 
    square.square(), border = 4 
*/ 

心里想：就這?起碼也是名 Java 開發(fā)工程師好嗎，雖然平時搬搬磚，一些基本功還是有的。不禁有點得意了~

"這就是你的答案嗎?看來你也不咋的"聲音又突然響起，這次我不淡定了，尼瑪!這答案我也是在心里想的好嗎，誰能看得到啊，而且說得話讓人那么想施展一套阿威十八式。"你是誰啊?"帶著絲微疑惑和憤怒轉(zhuǎn)過了頭。怎么沒人?容不得我疑惑半分，"小菜，醒醒，你怎么上班時間就睡著了"上班時間，睡著了?我睜開了眼，看了下周圍環(huán)境，原來是夢啊，舒了一口氣。望眼就看到部門主管站在我面前，上班時間睡覺，你是身體不舒服還是咋樣?昨天寫了一堆 bug 沒改，今天又提交什么亂七八糟的東西上去，我看你這個月的績效是不想要的，而且基于你的表現(xiàn)，我也要開始為部門考慮考慮了。

"我不是，我沒有，我也不知道怎么就睡著了，你聽我解釋啊!" 這句話還沒來得及說出口，心里的花我要帶你回家，在那深夜酒吧哪管它是真是假，請你盡情搖擺忘記鐘意的他，你是最迷人噶，你知道嗎，鬧鈴響了起來，我一下子立起身子，后背微濕，額頂微汗，看了下手機，周六，8點30分，原來那是夢啊!

奇怪，怎么會做那么奇怪的夢，也太嚇人了。然后就想到了夢中的那部分代碼，難道我的結(jié)果是錯的嗎?憑著記憶，在電腦上重新敲了出來，運行結(jié)果如下：

/* 
    polygon() before cal() 
    square.cal(), border = 0 
    polygon() after cal() 
    square.square(), border = 4 
*/ 

square.cal(), border的結(jié)果居然是 0，而不是2。難道我現(xiàn)在連多態(tài)都不會了嗎?電腦手機前的你，不知道是否得出了正確答案了呢!不管有沒有，接下來就跟小菜一起來復(fù)習(xí)一下多態(tài)吧!

有些小伙伴疑惑的點可能不止square.cal(), border的結(jié)果是 0，也有為什么不是 square.square(), border = 4 先輸出的疑惑。那么我們就帶著疑惑，整起!

多態(tài)

「在面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計語言中，多態(tài)是繼數(shù)據(jù)抽象和繼承之后的第三種基本特征。」

多態(tài)不但能夠改善代碼的組織結(jié)構(gòu)和可讀性，還能夠創(chuàng)建可擴展的程序。多態(tài)的作用就是消除類型之間的耦合關(guān)系。

1. 向上轉(zhuǎn)型

根據(jù)里氏代換原則：任何基類可以出現(xiàn)的地方，子類一定可以出現(xiàn)。

對象既可以作為它自己本身的類型使用，也可以作為它的基類型使用。而這種把對某個對象的引用視為對其基類型的引用的做法被稱作為 - 向上轉(zhuǎn)型。因為父類在子類的上方，子類要引用父類，因此稱為 向上轉(zhuǎn)型。

public class Animal { 
    void eat() { 
        System.out.println("Animal eat()"); 
    } 
} 
 
class Monkey extends Animal { 
 
    void eat() { 
        System.out.println(" Monkey eat()"); 
    } 
} 
 
class test { 
 
    public static void start(Animal animal) { 
        animal.eat(); 
    } 
 
    public static void main(String[] args) { 
        Monkey monkey = new Monkey(); 
        start(monkey); 
    } 
} 
 
/* OUTPUT: 
Monkey eat() 
*/ 

上述 test 類中的 start() 方法接收一個 Animal 的引用，自然也可以接收從Animal 的導(dǎo)出類。調(diào)用eat() 方法的時候，自然而然的使用到 Monkey 中定義的eat()方法，而不需要做任何的類型轉(zhuǎn)換。因為從 Monkey 向上轉(zhuǎn)型到 Animal 只能減少接口，而不會比Animal 的接口更少。

打個不是特別恰當(dāng)?shù)谋确剑耗愀赣H的財產(chǎn)會繼承給你，而你的財產(chǎn)還是你的，總的來說，你的財產(chǎn)不會比你父親的少。

 

忘記對象類型

在 test.start()方法中，定義傳入的是 Animal 的引用，但是卻傳入Monkey，這看起來似乎忘記了Monkey 的對象類型，那么為什么不直接把test類中的方法定義為void start(Monkey monkey)，這樣看上去難道不會更直觀嗎。

直觀也許是它的優(yōu)點，但是就會帶來其他問題：Animal不止只有一個Monkey的導(dǎo)出類，這個時候來了個pig ，那么是不是就要再定義個方法為void start(Monkey monkey)，重載用得挺溜嘛小伙子，但是未免太麻煩了。懶惰才是開發(fā)人員的天性。

因此這樣就有了多態(tài)的產(chǎn)生

2.顯露優(yōu)勢

「方法調(diào)用」中分為 靜態(tài)綁定和動態(tài)綁定。何為綁定：將一個方法調(diào)用同一個方法主體關(guān)聯(lián)起來被稱作綁定。

• 靜態(tài)綁定：又稱為「前期綁定」。是在程序執(zhí)行前進行把綁定。我們平時聽到"靜態(tài)"的時候，不難免想到static關(guān)鍵字，被static關(guān)鍵字修飾后的變量成為靜態(tài)變量，這種變量就是在程序執(zhí)行前初始化的。前期綁定是面向過程語言中默認(rèn)的綁定方式，例如 C 語言只有一種方法調(diào)用，那就是前期綁定。

「引出思考：」

public static void start(Animal animal) { 
    animal.eat(); 
} 

在start()方法中傳入的是Animal 的對象引用，如果有多個Animal的導(dǎo)出類，那么執(zhí)行eat()方法的時候如何知道調(diào)用哪個方法。如果通過前期綁定那么是無法實現(xiàn)的。因此就有了后期綁定。

動態(tài)綁定：又稱為后期綁定。是在程序運行時根據(jù)對象類型進行綁定的，因此又可以稱為運行時綁定。而 Java 就是根據(jù)它自己的后期綁定機制，以便在運行時能夠判斷對象的類型，從而調(diào)用正確的方法。

「小結(jié)：」

Java 中除了 static 和 final 修飾的方法之外，都是屬于后期綁定

合理即正確

顯然通過動態(tài)綁定來實現(xiàn)多態(tài)是合理的。這樣子我們在開發(fā)接口的時候只需要傳入 基類 的引用，從而這些代碼對所有 基類 的 導(dǎo)出類 都可以正確的運行。

 

其中Monkey、Pig、Dog皆是Animal的導(dǎo)出類

Animal animal = new Monkey() 看上去不正確的賦值，但是上通過繼承，Monkey就是一種Animal，如果我們調(diào)用animal.eat()方法，不了解多態(tài)的小伙伴常常會誤以為調(diào)用的是Animal的eat()方法，但是最終卻是調(diào)用了Monkey自己的eat()方法。

Animal作為基類，它的作用就是為導(dǎo)出類建立公用接口。所有從Animal繼承出去的導(dǎo)出類都可以有自己獨特的實現(xiàn)行為。

可擴展性

有了多態(tài)機制，我們可以根據(jù)自己的需求對系統(tǒng)添加任意多的新類型，而不需要重載void start(Animal animal)方法。

在一個設(shè)計良好的OOP程序中，大多數(shù)或者所有方法都會遵循start()方法的模型，只與基類接口同行，這樣的程序就是具有「可擴展性」的，我們可以通過從通用的基類繼承出新的數(shù)據(jù)類型，從而添加一些功能，那些操縱基類接口的方法就不需要任何改動就可以應(yīng)用于新類。

失靈了?我們先來復(fù)習(xí)一下權(quán)限修飾符：

作用域	當(dāng)前類	用一個package	子孫類	其他package
public	√	√	√	√
protected	√	√	√	×
default	√	√	×	×
private	√	×	×	×

「私有方法帶來的失靈」：

復(fù)習(xí)完我們再來看一組代碼：

public class PrivateScope { 
 
    private void f() { 
        System.out.println("PrivateScope f()"); 
    } 
 
    public static void main(String[] args) { 
        PrivateScope p = new PrivateOverride(); 
        p.f(); 
    } 
} 
 
class PrivateOverride extends PrivateScope { 
 
    private void f() { 
        System.out.println("PrivateOverride f()"); 
    } 
} 
/* OUTPUT 
 PrivateScope f() 
*/ 

是否感到有點奇怪，為什么這個時候調(diào)用的f()是基類中定義的，而不像上面所述的那樣，通過動態(tài)綁定，從而調(diào)用導(dǎo)出類PrivateOverride中定義的f()。不知道心細(xì)的你是否發(fā)現(xiàn)，基類中f()方法的修飾是「private」。沒錯，這就是問題所在，PrivateOverride中定義的f()方法是一個全新的方法，因為private的緣故，對子類不可見，自然也不能被重載。

結(jié)論：

只有非 private 修飾的方法才可以被覆蓋

我們通過 Idea 寫代碼的時候，重寫的方法頭上可以標(biāo)注@Override注解，如果不是重寫的方法，標(biāo)注@Override注解就會報錯：

 

這樣也可以很好的提示我們非重寫方法，而是全新的方法。

「域帶來的失靈」：

當(dāng)小伙伴看到這里，就會開始認(rèn)為所有事物(除private修飾)都可以多態(tài)地發(fā)生。然而現(xiàn)實卻不是這樣子的，「只有普通的方法調(diào)用才可以是多態(tài)的」。這邊是多態(tài)的誤區(qū)所在。

讓我們再看看下面這組代碼：

class Super { 
    public int field = 0; 
 
    public int getField() { 
        return field; 
    } 
} 
 
class Son extends Super { 
    public int field = 1; 
 
    public int getField() { 
        return field; 
    } 
 
    public int getSuperField() { 
        return super.field; 
    } 
} 
 
class FieldTest { 
    public static void main(String[] args) { 
        Super sup = new Son(); 
        System.out.println("sup.field:" + sup.field + " sup.getField():" + sup.getField()); 
 
        Son son = new Son(); 
        System.out.println("son.field:" + son.field + " son.getField:" + son.getField() + " son.getSupField:" + son.getSuperField()); 
    } 
} 
/* OUTPUT 
sup.field:0 sup.getField():1 
son.field:1 son.getField:1 son.getSupField:0 
*/ 

從上面代碼中我們看到sup.field輸出的值不是 Son 對象中所定義的，而是Super本身定義的。這與我們認(rèn)識的多態(tài)有點沖突。

 

其實不然，當(dāng)Super對象轉(zhuǎn)型為Son引用時，任何域訪問操作都將由編譯器解析，因此不是多態(tài)的。在本例中，為Super.field和Son.field分配了不同的存儲空間，而Son類是從Super類導(dǎo)出的，因此，Son實際上是包含兩個稱為field的域：「它自己的+Super的」。

雖然這種問題看上去很令人頭痛，但是我們開發(fā)規(guī)范中，通常會將所有的域都設(shè)置為 private，這樣就不能直接訪問它們，只能通過調(diào)用方法來訪問。

「static 帶來的失靈」：

看到這里，小伙伴們應(yīng)該對多態(tài)有個大致的了解，但是不要掉以輕心哦，還有一種情況也是會出現(xiàn)失靈的，「那就是如果某個方法是靜態(tài)的，那么它的行為就不具有多態(tài)性?！?/p>

老規(guī)矩，我們看下這組代碼：

class StaticSuper { 
 
    public static void staticTest() { 
        System.out.println("StaticSuper staticTest()"); 
    } 
 
} 
 
class StaticSon extends StaticSuper{ 
 
    public static void staticTest() { 
        System.out.println("StaticSon staticTest()"); 
    } 
 
} 
 
class StaticTest { 
    public static void main(String[] args) { 
        StaticSuper sup = new StaticSon(); 
        sup.staticTest(); 
    } 
} 
/* OUTPUT 
StaticSuper staticTest() 
*/ 

「靜態(tài)方法是與類相關(guān)聯(lián)，而非與對象相關(guān)聯(lián)」

3.構(gòu)造器與多態(tài)

首先我們需要明白的是構(gòu)造器不具有多態(tài)性，因為構(gòu)造器實際上是static方法，只不過該static的聲明是隱式的。

我們先回到開頭的那段神秘代碼：

 

其中輸出結(jié)果是：

/* 
    polygon() before cal() 
    square.cal(), border = 0 
    polygon() after cal() 
    square.square(), border = 4 
*/ 

我們可以看到先輸出的是基類polygon中構(gòu)造器的方法。

這是因為基類的構(gòu)造器總是在導(dǎo)出類的構(gòu)造過程中被調(diào)用，而且是按照繼承層次逐漸向上鏈接，以使每個基類的構(gòu)造器都能得到調(diào)用。

 

因為構(gòu)造器有一項特殊的任務(wù)：檢查對象是否能正確的被構(gòu)造。導(dǎo)出類只能訪問它自己的成員，不能訪問基類的成員(基類成員通常是private類型)。只有基類的構(gòu)造器才具有權(quán)限來對自己的元素進行初始化。因此，必須令所有構(gòu)造器都得到調(diào)用，否則就不可能正確構(gòu)造完整對象。

步驟如下：

• 調(diào)用基類構(gòu)造器，這個步驟會不斷的遞歸下去，首先是構(gòu)造這種層次結(jié)構(gòu)的根，然后是下一層導(dǎo)出類，...，直到最底層的導(dǎo)出類
• 按聲明順序調(diào)用成員的初始化方法
• 調(diào)用導(dǎo)出類構(gòu)造器的主體

打個不是特別恰當(dāng)?shù)谋确剑耗愕某霈F(xiàn)是否先要有你父親，你父親的出現(xiàn)是否先要有你的爺爺，這就是逐漸向上鏈接的方式

構(gòu)造器內(nèi)部的多態(tài)行為有沒有想過如果在一個構(gòu)造器的內(nèi)調(diào)用正在構(gòu)造的對象的某個動態(tài)綁定方法，那么會發(fā)生什么情況呢?動態(tài)綁定的調(diào)用是在運行時才決定的，因為對象無法知道它是屬于方法所在的那個類還是那個類的導(dǎo)出類。如果要調(diào)用構(gòu)造器內(nèi)部的一個動態(tài)綁定方法，就要用到那個方法的被覆蓋后的定義。然而因為被覆蓋的方法在對象被完全構(gòu)造之前就會被調(diào)用，這可能就會導(dǎo)致一些難于發(fā)現(xiàn)的隱藏錯誤。

問題引索：

一個動態(tài)綁定的方法調(diào)用會向外深入到繼承層次結(jié)構(gòu)內(nèi)部，它可以調(diào)動導(dǎo)出類里的方法，如果我們是在構(gòu)造器內(nèi)部這樣做，那么就可能會調(diào)用某個方法，而這個方法做操縱的成員可能還未進行初始化，這肯定就會招致災(zāi)難的。

敏感的小伙伴是不是想到了開頭的那段代碼：

 

 

輸出結(jié)果是：

/* 
    polygon() before cal() 
    square.cal(), border = 0 
    polygon() after cal() 
    square.square(), border = 4 
*/ 

我們在進行square對象初始化的時候，會先進行polygon對象的初始化，在polygon構(gòu)造器中有個cal()方法，這個時候就采用了動態(tài)綁定機制，調(diào)用了square的cal()，但這個時候border這個變量尚未進行初始化，int 類型的默認(rèn)值為 0，因此就有了square.cal(), border = 0的輸出?？吹竭@里，小伙伴們是不是有種撥開云霧見青天的感覺!

這組代碼初始化的實際過程為：

• 在其他任何事物發(fā)生之前，將分配給對象的存儲空間初始化成二進制的零
• 調(diào)用基類構(gòu)造器時，會調(diào)用被覆蓋后的cal()方法，由于步驟1的緣故，因此 border 的值為 0
• 按照聲明的順序調(diào)用成員的初始化方法
• 調(diào)用導(dǎo)出類的構(gòu)造器主體

呼~終于復(fù)習(xí)完多態(tài)了，幸好是夢，沒人發(fā)現(xiàn)我的菜。不知道電腦手機前的你，是否跟小菜一樣呢，如果是的話趕緊跟小菜一起復(fù)習(xí)，不讓別人發(fā)現(xiàn)自己還不會多態(tài)哦!