「MoreThanJava」Day 6：面向对象进阶——多态

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Part 1. 多态概述

多态，简而言之就是 同一个行为 具有 多个不同表现形式 或形态的能力。在面向对象的程序设计中，多态的能力是通过数据抽象和继承之后得来的。

比如，有一杯水，我不知道它是温的、冰的还是烫的，但是我一摸我就知道了，我摸水杯的这个动作 (方法)，对于不同温度的水 (运行时不同的对象类型)，就会得到不同的结果，这就是多态。

代码演示：

// 基类定义
public class Water {
   
    public void showTem() {
    }
}
// 冰水
public class IceWater extends Water {
   

    @Override
    public void showTem() {
    System.out.println("我的温度是: 0度"); }
}
// 温水
public class WarmWater extends Water {
   
    @Override
    public void showTem() {
    System.out.println("我的温度是: 40度"); }
}
// 开水
public class HotWater extends Water {
   
    @Override
    public void showTem() {
    System.out.println("我的温度是: 100度"); }
}
// 测试类
public class TestWater {
   
    public static void main(String[] args) {
   
        Water w = new WarmWater();
        w.showTem();

        w = new IceWater();
        w.showTem();

        w = new HotWater();
        w.showTem();
    }
}

结果输出：

我的温度是: 40度
我的温度是: 0度
我的温度是: 100度

这里的方法 showTem() 就相当于你去摸水杯。我们定义的 Water 类型的引用变量 w 就相当于水杯，你在水杯里放了什么温度的水，那么我摸出来的感觉就是什么。就像代码中的那样，放置不同温度的水，得到的温度也就不同，但水杯是同一个。

里氏替换原则（LSP）

面向对象的设计原则有一条关于多态的原则，它的描述大概是这样子的：子类对象 (object of subtype/derived class) 能够 替换 程序 (program) 中 父类对象 (object of base/parent class) 出现的 任何地方，并且 保证原来程序的逻辑行为 (behavior) 不变及正确性不被破坏。

这么说可能有点抽象，简单说就是 子类和父类的行为应该保持一致。

哪些代码明显违背了 LSP？

实际上，里式替换原则还有另外一个更加能落地、更有指导意义的描述，那就是 “Design By Contract”，中文翻译就是 “按照协议来设计”。定义中父类和子类之间的关系，也可以替换成接口和实现类之间的关系。

为了更好地理解这句话，我举几个违反里式替换原则的例子来解释一下。

1 - 子类违背父类声明要实现的功能

父类中提供的 sortOrdersByAmount() 订单排序函数，是按照金额从小到大来给订单排序的，而子类重写这个 sortOrdersByAmount() 订单排序函数之后，是按照创建日期来给订单排序的。那子类的设计就违背里式替换原则。

2 - 子类违背父类对输入、输出、异常的约定

在父类中，某个函数约定：运行出错的时候返回 null；获取数据为空的时候返回空集合（empty collection）。而子类重载函数之后，实现变了，运行出错返回异常（exception），获取不到数据返回 null。那子类的设计就违背里式替换原则。

3 - 子类违背父类注释中所罗列的任何特殊说明

父类中定义的 withdraw() 提现函数的注释是这么写的：“用户的提现金额不得超过账户余额……”，而子类重写 withdraw() 函数之后，针对 VIP 账号实现了透支提现的功能，也就是提现金额可以大于账户余额，那这个子类的设计也是不符合里式替换原则的。

当然，当前的大环境下，注释的可信度还是得斟酌斟酌… (不可尽信…)

Part 2. 向上转型 && 向下转型

再谈向上转型

在 上一篇文章 里面我们已经谈到 —— 对象既可以作为它本身的类型使用