Java多态

1. 什么是多态？

• 多态在Java里其实就是“同一条指令，不同的对象给出不同的反应”。多态的前提是类的继承和方法的重写。编译时类型和运行时类型不一致，编译时看左边，运行时看右边。体现了一种开闭原则OCP（对扩展开放，对修改关闭）。

2. Java中实现多态的方式有哪些？

2.1 方法重载

• 方法重载（overloading）：在同一个类中，方法名相同但参数列表不同。编译器根据调用方法时传入的参数类型和个数决定调用哪个方法。
• 示例：

  class Calculator {
      public int add(int a, int b) {
          return a + b;
      }
  
      public double add(double a, double b) {
          return a + b;
      }
  }

2.2 方法重写

• 方法重写（overriding）：在继承关系中，子类重写父类的方法，方法名、参数列表和返回类型必须相同，访问权限不能更严格。运行时根据对象的实际类型决定调用哪个方法。
• 示例：

  class Animal {
      public void makeSound() {
          System.out.println("Animal makes a sound");
      }
  }
  
  class Dog extends Animal {
      @Override
      public void makeSound() {
          System.out.println("Dog barks");
      }
  }
  
  class Cat extends Animal {
      @Override
      public void makeSound() {
          System.out.println("Cat meows");
      }
  }
  
  public class Main {
      public static void main(String[] args) {
          // 编译看左边，运行看右边
          Animal animal1 = new Dog();
          Animal animal2 = new Cat();
          animal1.makeSound();  // Output: Dog barks
          animal2.makeSound();  // Output: Cat meows
      }
  }

3. 为什么需要多态？

• 在开发中，设计一个变量、或方法形参、返回值类型时，无法确定它具体的类，只能确定它是某个类型
• 多态使得调用者不需要关心对象的具体类型，使用父类作为方法的形参，即使增加了新的子类方法也无需改变，提高了扩展性，符合开闭原则。

4. 示例

• 比如一个支付系统。现在支持支付宝和微信支付，未来还会支持银行卡、云闪付、数字人民币，那就可以先定义一个抽象能力：

  interface PayService {
      void pay(double amount);
  }

• 然后分别实现不同的支付方式：

  class AliPay implements PayService {
      public void pay(double amount) {
          System.out.println("使用支付宝支付 " + amount);
      }
  }
  
  class WechatPay implements PayService {
      public void pay(double amount) {
          System.out.println("使用微信支付 " + amount);
      }
  }

• 业务代码里就一句：

  public void checkout(PayService payService, double money) {
          payService.pay(money);  // 多态在这里发生魔法
  }

• 调用时只需要提供对象：

  checkout(new AliPay(), 100);
  checkout(new WechatPay(), 200);