Java 多态学习笔记

多态（Polymorphism）是面向对象程序设计中的一个重要概念，它允许不同的对象对同一消息做出响应。在 Java 中，多态可以通过两种方式实现：方法重载（Overloading）和方法重写（Overriding）。

方法重载

方法重载指的是定义了多个名称相同但参数列表不同的方法。这些方法可以有不同的返回类型，但不能仅仅是返回类型不同而已。在调用方法时，编译器会根据传入的参数自动匹配对应的方法。

下面是一个简单的例子：

javaCopy Code
public class PolymorphismExample {
    public void print(int num) {
        System.out.println("Print int: " + num);
    }

    public void print(String str) {
        System.out.println("Print string: " + str);
    }
}

在上面的例子中，我们定义了两个名称相同但参数列表不同的方法。在调用这两个方法时，编译器会根据传入的参数自动匹配对应的方法。例如：

javaCopy Code
PolymorphismExample example = new PolymorphismExample();
example.print(1);     // Print int: 1
example.print("hello"); // Print string: hello

方法重写

方法重写指的是在子类中重新定义父类中已有的方法。子类中的方法必须与父类中的方法具有相同的名称、参数列表和返回类型。这种方式实现的多态，又称为运行时多态。

下面是一个简单的例子：

javaCopy Code
public class Animal {
    public void move() {
        System.out.println("Animal move");
    }
}

public class Dog extends Animal {
    @Override
    public void move() {
        System.out.println("Dog move");
    }
}

在上面的例子中，我们定义了一个 Animal 类和一个 Dog 类，并在 Dog 类中重写了 move 方法。在调用 move 方法时，编译器会根据变量的实际类型（而不是声明类型）来确定调用哪个方法。例如：

javaCopy Code
Animal animal = new Dog();
animal.move();  // Dog move

在上面的例子中，变量 animal 的声明类型是 Animal，但其实际类型是 Dog。因此，调用 move 方法时会调用 Dog 类中重写的 move 方法。

实例

下面我们以一个简单的图形类为例，演示如何使用多态来实现代码的灵活性。

javaCopy Code
public abstract class Shape {
    public abstract double area();
}

public class Rectangle extends Shape {
    private double width;
    private double height;

    public Rectangle(double width, double height) {
        this.width = width;
        this.height = height;
    }

    @Override
    public double area() {
        return width * height;
    }
}

public class Circle extends Shape {
    private double radius;

    public Circle(double radius) {
        this.radius = radius;
    }

    @Override
    public double area() {
        return Math.PI * radius * radius;
    }
}

在上面的例子中，我们定义了一个抽象类 Shape 和两个具体的图形类 Rectangle 和 Circle。其中 Shape 类定义了一个抽象方法 area，用于计算图形的面积。

现在，我们需要编写一个方法来计算多个图形的面积总和。我们可以使用方法重载来实现：

javaCopy Code
public class ShapeUtils {
    public static double calculateArea(Shape[] shapes) {
        double total = 0;

        for (Shape shape : shapes) {
            total += shape.area();
        }

        return total;
    }
}

在上面的例子中，我们编写了一个静态方法 calculateArea，用于计算传入的图形数组中所有图形的面积总和。由于 Shape 类定义了抽象方法 area，因此我们可以使用多态来处理不同类型的图形。

现在，我们就可以愉快地使用多态来计算各种类型的图形的面积总和了。例如：

javaCopy Code
Shape[] shapes = new Shape[2];
shapes[0] = new Rectangle(10, 20);
shapes[1] = new Circle(5);

double totalArea = ShapeUtils.calculateArea(shapes);
System.out.println("Total area: " + totalArea);

在上面的例子中，我们创建了一个包含 Rectangle 和 Circle 两种图形的数组，并调用了 ShapeUtils 类中的方法来计算它们的面积总和。由于 calculateArea 方法中使用了多态，因此我们可以处理这两种不同类型的图形。