多态的概念、特点

概念

多态（Polymorphism）是指同一个对象在不同场景下有多种不同的表现形式或表现能力的特性。在面向对象编程中，多态是指子类继承父类后可以重写父类方法并且以自己的方式实现该方法，从而使得同一种行为具有不同的表现形式。

例如，定义一个动物类 Animal，里面包含一个方法 eat()，然后定义两个子类 Cat 和 Dog，它们继承了 Animal 类，并重写了 eat() 方法，Cat 类的 eat() 方法是吃鱼，Dog 类的 eat() 方法是吃肉。这时如果我们定义一个 Animal 类型的变量 animal，给它赋值为 new Cat() 或者是 new Dog()，那么无论是调用 animal.eat() 还是 animal.run()，实际上都会调用对应子类中重写的方法，即 Cat 的 eat() 或者是 Dog 的 eat() 方法。这就是多态的体现，相同的方法调用，但是不同的子类用自己独特的方式来实现，达到了代码复用和可扩展性的目的。

示例

以下是一个 Java 代码多态的示例，实现了上述所述的 Animal、Cat 和 Dog 类：

public class Animal {
    public void eat() {
        System.out.println("Animal is eating something.");
    }
}


public class Cat extends Animal {
    @Override
    public void eat() {
        System.out.println("Cat is eating fish.");
    }
}


public class Dog extends Animal {
    @Override
    public void eat() {
        System.out.println("Dog is eating meat.");
    }
}


public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Animal animal1 = new Cat();
        Animal animal2 = new Dog();

        animal1.eat();  // 输出 "Cat is eating fish."
        animal2.eat();  // 输出 "Dog is eating meat."
    }
}

在上面的示例中，Cat 和 Dog 类都继承了 Animal 类，并重写了父类中的 eat() 方法，根据不同的子类进行输出不同的信息。在 Main 类的 main 方法中，定义了两个 Animal 类型的变量 animal1 和 animal2，分别用 Cat 实例和 Dog 实例初始化。在调用 eat() 方法时，animal1 会调用 Cat 类中的 eat() 方法，输出 “Cat is eating fish.”，而 animal2 会调用 Dog 类中的 eat() 方法，输出 “Dog is eating meat.”，这就体现了多态的特性。

特点

多态是一种面向对象编程中的重要思想，有以下几个特点：

1. 继承父类： 多态需要先存在继承关系，子类必须继承或实现父类的某些方法。
2. 同名方法重写： 子类需要重写父类中的方法，并且保持方法名称、参数列表和返回类型都相同。
3. 运行时表现： 当调用该方法时，根据实际参数的类型来决定使用哪个子类中的方法。这种绑定方式又被称为后期绑定（late binding）或动态绑定（dynamic binding），因为它不是在编译时就能确定的，而是在运行时才能确定。
4. 代码复用： 多态能够提高代码复用率，因为子类可以共享父类已经实现好的方法，无需再重复书写。
5. 可替换性： 多态使得程序具有良好的可替换性，当需要修改功能时，只需要修改对应的子类中的方法即可，无需修改其他代码。
6. 可扩展性： 多态有利于增加新的子类来扩展功能，因为它们可以通过继承父类并重写其中的方法来实现自己独特的行为，同时不会影响到其他部分的代码。

总之，多态是一种非常重要的面向对象编程特性，能够提高代码可扩展性、可维护性和可复用性，是面向对象程序设计的核心概念之一。

什么时候使用

使用多态的最佳时机通常是在一个父类有一些方法需要由不同的子类实现，且所有子类都必须具备这些方法的统一格式和调用方式的情况下。

以下是使用多态的一些场景：

1. 处理对象集合： 当需要运用某个方法到这个集合里的不同种类的对象时，可以使用多态在遍历过程中调用相应的方法。
2. 超类并发运算： 多态将很好地处理异步调用、事件驱动型程序的数据流和超类中的并发操作。
3. 接口设计： 多态也非常适合在接口设计时使用，因为这样做代码扩展性大，有利于代码重构和其他泛化操作。
4. 回调机制： 多态也可以广泛应用于回调系统，即当一些指定的事件或角色出现时，通过多态调用相应的事件处理器或角色管理器。
5. 业务规则引擎的实现： 多态在业务规则方面的设置上也扮演着至关重要的角色。
6. 框架开发： 在框架开发阶段，通常会使用多态来确保框架的呈现体验与状态之间的正确交互，并支持各种可插拔式的实现。

总之，在多数情况下，如果需要一种灵活、可扩展、可维护的代码实现方式，并且要求保证代码的简洁和复用，那么多态就是最好的选择。