Java 面向对象思想

目录

• 面向对象思想概述
  • 举例
  • 特点
• 类和对象
  • 什么是类
  • 什么是对象
  • 类与对象的关系
  • 类的定义
  • 事物与类的对比
  • 类的定义格式
  • 对象的使用
  • 对象的使用格式
  • 成员变量的默认值
  • 对象内存图
    • 一个对象，调用一个方法内存图
    • 两个对象，调用同一方法内存图
    • 一个引用，作为参数传递到方法中内存图
  • 成员变量和局部变量区别
• 封装
  • 封装概述
    • 概述
    • 原则
  • 封装的步骤
  • 封装的操作——private关键字
    • private的含义
    • private的使用格式
  • 封装优化1——this关键字
    • this的含义
    • this使用格式
  • 封装优化2——构造方法
    • 构造方法的定义格式
    • 注意事项
  • 标准代码——JavaBean
• 继承
  • 概述
    • 由来
    • 定义
    • 好处
  • 继承的格式
  • 继承后的特点
    • 成员变量
      • 成员变量不重名
      • 成员变量重名
    • 成员方法
      • 成员方法不重名
      • 成员方法重名 ——重写(Override)
      • 重写的应用
      • 注意事项
    • 构造方法
  • super 和this
    • 父类空间优先于子类对象产生
    • super和this的含义
    • super和this的用法
  • 继承的特点
• 多态（接口之后）
  • 概述
    • 引入
    • 定义
    • 前提【重点】
  • 多态的体现
  • 多态的好处
  • 引用类型转换
    • 向上转型
    • 向下转型
    • 为什么要转型
    • 转型的异常

面向对象思想概述

Java语言是一种面向对象的程序设计语言，而面向对象思想是一种程序设计思想，我们在面向对象思想的指引下，使用Java语言去设计、开发计算机程序。 这里的对象泛指现实中一切事物，每种事物都具备自己的属性和行为。面向对象思想就是在计算机程序设计过程中，参照现实中事物，将事物的属性特征、行为特征抽象出来，描述成计算机事件的设计思想。 它区别于面向过程思想，强调的是通过调用对象的行为来实现功能，而不是自己一步一步的去操作实现。

举例

洗衣服:

• 面向过程：把衣服脱下来 -->找一个盆-->放点洗衣粉-->加点水-->浸泡10分钟-->揉一揉-->清洗衣服-->拧干-->晾
  起来
• 面向对象：把衣服脱下来 -->打开全自动洗衣机-->扔衣服-->按钮-->晾起来
  区别 :
• 面向过程：强调步骤。
• 面向对象：强调对象，这里的对象就是洗衣机。

特点

面向对象思想是一种更符合我们思考习惯的思想，它可以将复杂的事情简单化，并将我们从执行者变成了指挥者。面向对象的语言中，包含了三大基本特征，即 封装、继承 和 多态。

类和对象

环顾周围，你会发现很多对象，比如桌子，椅子，同学，老师等。桌椅属于办公用品，师生都是人类。那么什么是类呢？什么是对象呢？

什么是类

• 类：是一组相关属性和行为的集合。可以看成是一类事物的模板，使用事物的属性特征和行为特征来描述该类事物。
  现实中，描述一类事物：
• 属性：就是该事物的状态信息。
• 行为：就是该事物能够做什么。
  举例：小猫。
  属性：名字、体重、年龄、颜色。 行为：走、跑、叫。

什么是对象

• 对象：是一类事物的具体体现。对象是类的一个实例（对象并不是找个女朋友），必然具备该类事物的属性和行为。
  现实中，一类事物的一个实例：一只小猫。
  举例：一只小猫。
  属性：tom、5kg、2 years、yellow。 行为：溜墙根走、蹦跶的跑、喵喵叫。

类与对象的关系

• 类是对一类事物的描述，是抽象的。
• 对象是一类事物的实例，是具体的。
• 类是对象的模板，对象是类的实体。

类的定义

事物与类的对比

现实世界的一类事物：
属性：事物的状态信息。
行为：事物能够做什么。
Java中用class描述事物也是如此：
成员变量：对应事物的属性。
成员方法：对应事物的行为。

类的定义格式

public class ClassName {
  //成员变量
  //成员方法
}

• 定义类：就是定义类的成员，包括成员变量和成员方法。
• 成员变量：和以前定义变量几乎是一样的。只不过位置发生了改变。在类中，方法外。
• 成员方法：和以前定义方法几乎是一样的。只不过把static去掉，static的作用在面向对象后面课程中再详细
  讲解。
  类的定义格式举例：

public class Student {
   //成员变量  
   String name；//姓名  
    int age；//年龄
    //成员方法
    //学习的方法
    publicvoid study() {
    System.out.println("好好学习，天天向上");
  }
  //吃饭的方法
  publicvoid eat() {
    System.out.println("学习饿了要吃饭");
  }
}

对象的使用

对象的使用格式

创建对象：

类名 对象名 = new 类名();

使用对象访问类中的成员:

对象名.成员变量；
对象名.成员方法()；

对象的使用格式举例:

public class Test01_Student {
  public static void main(String[] args) {
    //创建对象格式：类名 对象名 = new 类名();
    Student s = new Student();
    System.out.println("s:"+s); //cn.itcast.Student@100363
    //直接输出成员变量值
    System.out.println("姓名："+s.name); //null
    System.out.println("年龄："+s.age); //0
    System.out.println("‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐");
    //给成员变量赋值
    s.name = "赵丽颖";
    s.age = 18;
    //再次输出成员变量的值
    System.out.println("姓名："+s.name); //赵丽颖
    System.out.println("年龄："+s.age); //18
    System.out.println("‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐");
    //调用成员方法
    s.study(); // "好好学习，天天向上"
    s.eat(); // "学习饿了要吃饭"
  }
}

成员变量的默认值

	数据类型	默认值
基本类型	整数（byte，short，int，long）	0
	浮点数（float，double）	0.0
	字符（char）	'\u0000'
	布尔（boolean）	false
引用类型	数组，类，接口	null

对象内存图

一个对象，调用一个方法内存图

通过上图，我们可以理解，在栈内存中运行的方法，遵循"先进后出，后进先出"的原则。变量p指向堆内存中的空间，寻找方法信息，去执行该方法。
但是，这里依然有问题存在。创建多个对象时，如果每个对象内部都保存一份方法信息，这就非常浪费内存了，因为所有对象的方法信息都是一样的。那么如何解决这个问题呢？请看如下图解。

两个对象，调用同一方法内存图

对象调用方法时，根据对象中方法标记（地址值），去类中寻找方法信息。这样哪怕是多个对象，方法信息只保存一份，节约内存空间。

一个引用，作为参数传递到方法中内存图

引用类型作为参数，传递的是地址值。

成员变量和局部变量区别

变量根据定义位置的不同，我们给变量起了不同的名字。如下图所示：

• 在类中的位置不同重点
  • 成员变量：类中，方法外
  • 局部变量：方法中或者方法声明上 (形式参数)
• 作用范围不一样重点
  • 成员变量：类中
  • 局部变量：方法中
• 初始化值的不同重点
  • 成员变量：有默认值
  • 局部变量：没有默认值。必须先定义，赋值，最后使用
• 在内存中的位置不同了解
  • 成员变量：堆内存
  • 局部变量：栈内存
• 生命周期不同了解
  • 成员变量：随着对象的创建而存在，随着对象的消失而消失
  • 局部变量：随着方法的调用而存在，随着方法的调用完毕而消失

封装

封装概述

概述

面向对象编程语言是对客观世界的模拟，客观世界里成员变量都是隐藏在对象内部的，外界无法直接操作和修改。封装可以被认为是一个保护屏障，防止该类的代码和数据被其他类随意访问。要访问该类的数据，必须通过指定的方式。适当的封装可以让代码更容易理解与维护，也加强了代码的安全性。

原则

将属性隐藏起来，若需要访问某个属性，提供公共方法对其访问。

封装的步骤

1. 使用private关键字来修饰成员变量。
2. 对需要访问的成员变量，提供对应的一对getXxx方法 、setXxx方法。

封装的操作——private关键字

private的含义

1. private是一个权限修饰符，代表最小权限。
2. 可以修饰成员变量和成员方法。
3. 被private修饰后的成员变量和成员方法，只在本类中才能访问。

private的使用格式

private 数据类型 变量名 ；

1. 使用 private 修饰成员变量，代码如下：

public class Student {
  private String name;
  private int age;
}

2. 提供getXxx方法 /setXxx方法，可以访问成员变量，代码如下：

public class Student {
  private String name;
  private int age;
  public void setName(String n) {
    name = n;
  }
  public String getName() {
    return name;
  }
  public void setAge(int a) {
    age = a;
  }
  public int getAge() {
    return age;
  }
}

封装优化1——this关键字

我们发现setXxx方法中的形参名字并不符合见名知意的规定，那么如果修改与成员变量名一致，是否就见名知意了呢？代码如下：

public class Student {
  private String name;
  private int age;
  public void setName(String name) {
    name = name;
  }
  public void setAge(int age) {
    age = age;
  }
}

经过修改和测试，我们发现新的问题，成员变量赋值失败了。也就是说，在修改了setXxx()的形参变量名后，方法并没有给成员变量赋值！这是由于形参变量名与成员变量名重名，导致成员变量名被隐藏，方法中的变量名，无法访问到成员变量，从而赋值失败。所以，我们只能使用this关键字，来解决这个重名问题。

this的含义

this代表所在类的当前对象的引用（地址值），即对象自己的引用。

记住 ：方法被哪个对象调用，方法中的this就代表那个对象。即谁在调用，this就代表谁。

this使用格式

this.成员变量名；

使用this修饰方法中的变量，解决成员变量被隐藏的问题，代码如下：

public class Student {
  private String name;
  private int age;
  public void setName(String name) {
    //name = name;
    this.name = name;
  }
  public String getName() {
    return name;
  }
  public void setAge(int age) {
    //age = age;
    this.age = age;
  }
  public int getAge() {
    return age;}
}

小贴士：方法中只有一个变量名时，默认也是使用 this 修饰，可以省略不写。

封装优化2——构造方法

当一个对象被创建时候，构造方法用来初始化该对象，给对象的成员变量赋初始值。

小贴士：无论你与否自定义构造方法，所有的类都有构造方法，因为Java自动提供了一个无参数构造方法，一旦自己定义了构造方法，Java自动提供的默认无参数构造方法就会失效。

构造方法的定义格式

修饰符 构造方法名(参数列表){
// 方法体    
}

构造方法的写法上，方法名与它所在的类名相同。它没有返回值，所以不需要返回值类型，甚至不需要void。使用构造方法后，代码如下：

public class Student {
  private String name;
  private int age;
  // 无参数构造方法
  public Student() {}
  // 有参数构造方法
  public Student(String name,int age) {
    this.name = name;
    this.age = age;
  }
}

注意事项

1. 如果你不提供构造方法，系统会给出无参数构造方法。
2. 如果你提供了构造方法，系统将不再提供无参数构造方法。
3. 构造方法是可以重载的，既可以定义参数，也可以不定义参数。

标准代码——JavaBean

JavaBean是 Java语言编写类的一种标准规范。符合 JavaBean的类，要求类必须是具体的和公共的，并且具有无参数的构造方法，提供用来操作成员变量的set和get方法。

public class ClassName{
  //成员变量
  //构造方法
  //无参构造方法【必须】
  //有参构造方法【建议】
  //成员方法   
  //getXxx()
  //setXxx()
}

编写符合JavaBean规范的类，以学生类为例，标准代码如下：

public class Student {
  //成员变量
  private String name;
  private int age;
  //构造方法
  public Student() {}
  public Student(String name,int age) {
    this.name = name;
    this.age = age;
  }
  //成员方法
  publicvoid setName(String name) {
    this.name = name;
  }
  public String getName() {
    return name;
  }
  publicvoid setAge(int age) {
    this.age = age;
  }
  publicint getAge() {
    return age;
  }
}

测试类，代码如下：

public class TestStudent {
  public static void main(String[] args) {
    //无参构造使用
    Student s= new Student();
    s.setName("柳岩");
    s.setAge(18);
    System.out.println(s.getName()+"‐‐‐"+s.getAge());//带参构造使用
    Student s2= new Student("赵丽颖",18);
    System.out.println(s2.getName()+"‐‐‐"+s2.getAge());
  }
}

继承

概述

由来

多个类中存在相同属性和行为时，将这些内容抽取到单独一个类中，那么多个类无需再定义这些属性和行为，只要继承那一个类即可。
其中，多个类可以称为子类，单独那一个类称为父类、超类（superclass） 或者基类。
继承描述的是事物之间的所属关系，这种关系是： is -a 的关系。例如，兔子属于食草动物，食草动物属于动物。可见，父类更通用，子类更具体。我们通过继承，可以使多种事物之间形成一种关系体系。

定义

继承 ：就是子类继承父类的属性和行为，使得子类对象具有与父类相同的属性、相同的行为。子类可以直接
访问父类中的非私有的属性和行为。

好处

1. 提高代码的复用性。
2. 类与类之间产生了关系，是多态的前提。

继承的格式

通过extends关键字，可以声明一个子类继承另外一个父类，定义格式如下：

class 父类 {
...    
}
class 子类 extends 父类 {
...    
}

继承演示，代码如下：

/*
 * 定义员工类Employee，做为父类
*/class Employee {String name; // 定义name属性    // 定义员工的工作方法    public void work() {    System.out.println("尽心尽力地工作");        }    
}
/*
 * 定义讲师类Teacher 继承 员工类Employee
 */
class Teacher extends Employee {// 定义一个打印name的方法    public void printName() {    System.out.println("name=" + name);        }    
}
/*
 * 定义测试类
 */
public class ExtendDemo01 {public static void main(String[] args) {    // 创建一个讲师类对象Teacher t = new Teacher();            // 为该员工类的name属性进行赋值t.name = "小明";         // 调用该员工的printName()方法  t.printName(); // name = 小明  `      // 调用Teacher类继承来的work()方法  t.work();  // 尽心尽力地工作  }    
}

继承后的特点

成员变量

当类之间产生了关系后，其中各类中的成员变量，又产生了哪些影响呢？

成员变量不重名

如果子类父类中出现不重名的成员变量，这时的访问是没有影响的。代码如下：

class Fu {// Fu中的成员变量。    int num = 5;    
}
class Zi extends Fu {//Zi中的成员变量    int num2 = 6;    // Zi中的成员方法    public void show() {    // 访问父类中的num，        System.out.println("Fu num="+num); // 继承而来，所以直接访问。 // 访问子类中的num2        System.out.println("Zi num2="+num2);        }    
}
class ExtendDemo02 {public static void main(String[] args) {    // 创建子类对象Zi z = new Zi();         // 调用子类中的show方法  z.show();          }    
}
演示结果：
Fu num = 5
Zi num2 = 6

成员变量重名

如果子类父类中出现重名的成员变量，这时的访问是有影响的。代码如下：

class Fu {// Fu中的成员变量。    int num = 5;    
}
class Zi extends Fu {// Zi中的成员变量    int num = 6;    public void show() {    // 访问父类中的num        System.out.println("Fu num=" + num);        // 访问子类中的num        System.out.println("Zi num=" + num);        }    
}
class ExtendsDemo03 {public static void main(String[] args) {    // 创建子类对象  Zi z = new Zi();         // 调用子类中的show方法  z.show();         }    
}
演示结果：
Fu num = 6
Zi num = 6

子父类中出现了同名的成员变量时，在子类中需要访问父类中非私有成员变量时，需要使用 super 关键字，修饰父类成员变量，类似于之前学过的 this 。
使用格式：

super.父类成员变量名

子类方法需要修改，代码如下：

class Zi extends Fu {// Zi中的成员变量    int num = 6;    public void show() {    //访问父类中的num        System.out.println("Fu num=" + super.num);        //访问子类中的num        System.out.println("Zi num=" + this.num);        }    
}
演示结果：
Fu num = 5
Zi num = 6

小贴士：Fu 类中的成员变量是非私有的，子类中可以直接访问。若Fu 类中的成员变量私有了，子类是不能直接访问的。通常编码时，我们遵循封装的原则，使用private修饰成员变量，那么如何访问父类的私有成员变量呢？对！可以在父类中提供公共的getXxx方法和setXxx方法。

成员方法

当类之间产生了关系，其中各类中的成员方法，又产生了哪些影响呢？

成员方法不重名

如果子类父类中出现不重名的成员方法，这时的调用是没有影响的。对象调用方法时，会先在子类中查找有没有对应的方法，若子类中存在就会执行子类中的方法，若子类中不存在就会执行父类中相应的方法。代码如下：

class Fu{public void show(){    System.out.println("Fu类中的show方法执行");        }    
}
class Zi extends Fu{public void show2(){    System.out.println("Zi类中的show2方法执行");        }    
}
public  class ExtendsDemo04{public static void main(String[] args) {    Zi z = new Zi();        //子类中没有show方法，但是可以找到父类方法去执行show();         z.show2();        }    
}

成员方法重名 ——重写(Override)

如果子类父类中出现重名的成员方法，这时的访问是一种特殊情况，叫做方法重写 (Override)。

• 方法重写：子类中出现与父类一模一样的方法时（返回值类型，方法名和参数列表都相同），会出现覆盖效果，也称为重写或者复写。声明不变，重新实现。
  代码如下：

class Fu {public void show() {    System.out.println("Fu show");        }    
}
class Zi extends Fu {//子类重写了父类的show方法    public void show() {    System.out.println("Zi show");        }    
}
public class ExtendsDemo05{public static void main(String[] args) {    Zi z = new Zi();        // 子类中有show方法，只执行重写后的show方法   z.show();  // Zi show        }    
}

重写的应用

子类可以根据需要，定义特定于自己的行为。既沿袭了父类的功能名称，又根据子类的需要重新实现父类方法，从而进行扩展增强。比如新的手机增加来电显示头像的功能，代码如下：

class Phone {public void sendMessage(){    System.out.println("发短信");        }    public void call(){    System.out.println("打电话");        }    public void showNum(){    System.out.println("来电显示号码");  }    
}
//智能手机类
class NewPhone extends Phone {//重写父类的来电显示号码功能，并增加自己的显示姓名和图片功能    public void showNum(){    //调用父类已经存在的功能使用super        super.showNum();        //增加自己特有显示姓名和图片功能        System.out.println("显示来电姓名");        System.out.println("显示头像");        }    
}
public class ExtendsDemo06 {public static void main(String[] args) {    // 创建子类对象  NewPhone np = new NewPhone()；  // 调用父类继承而来的方法np.call();// 调用子类重写的方法  np.showNum();  }    
}

小贴士：这里重写时，用到 super.父类成员方法，表示调用父类的成员方法。

注意事项

1. 子类方法覆盖父类方法，必须要保证权限大于等于父类权限。
2. 子类方法覆盖父类方法，返回值类型、函数名和参数列表都要一模一样。

构造方法

当类之间产生了关系，其中各类中的构造方法，又产生了哪些影响呢？
首先我们要回忆两个事情，构造方法的定义格式和作用。

1. 构造方法的名字是与类名一致的。所以子类是无法继承父类构造方法的。
2. 构造方法的作用是初始化成员变量的。所以子类的初始化过程中，必须先执行父类的初始化动作。子类的构造方法中默认有一个super()，表示调用父类的构造方法，父类成员变量初始化后，才可以给子类使用。代码如下：

class Fu {private int n;Fu(){System.out.println("Fu()");}
}
class Zi extends Fu {Zi(){// super（），调用父类构造方法super();System.out.println("Zi（）");} 
}
public class ExtendsDemo07{public static void main (String args[]){Zi zi = new Zi();}
}
输出结果：
Fu（）
Zi（

super 和this

父类空间优先于子类对象产生

在每次创建子类对象时，先初始化父类空间，再创建其子类对象本身。目的在于子类对象中包含了其对应的父类空
间，便可以包含其父类的成员，如果父类成员非private修饰，则子类可以随意使用父类成员。代码体现在子类的构
造方法调用时，一定先调用父类的构造方法。理解图解如下：

super和this的含义

• super：代表父类的存储空间标识(可以理解为父亲的引用)。
• this：代表当前对象的引用(谁调用就代表谁)。

super和this的用法

1. 访问成员

this.成员变量     ‐‐    本类的   
super.成员变量     ‐‐    父类的  this.成员方法名()   ‐‐    本类的      
super.成员方法名()   ‐‐    父类的

用法演示，代码如下：

class Animal {
    public void eat() {
        System.out.println("animal : eat");
    }
}
class Cat extends Animal {
    public void eat() {
        System.out.println("cat : eat");
    }
    public void eatTest() {
        this.eat();   // this  调用本类的方法
        super.eat();  // super 调用父类的方法
    }
}
public class ExtendsDemo08 {
    public static void main(String[] args) {
        Animal a = new Animal();
        a.eat();
        Cat c = new Cat();
        c.eatTest();
    }
}
输出结果为：
animal : eat
cat : eat
animal : eat

2. 访问构造方法

this(...)     ‐‐    本类的构造方法   
super(...)    ‐‐    父类的构造方法

子类的每个构造方法中均有默认的super()，调用父类的空参构造。手动调用父类构造会覆盖默认的super()。super() 和 this() 都必须是在构造方法的第一行，所以不能同时出现。

继承的特点

1. Java只支持单继承，不支持多继承。

//一个类只能有一个父类，不可以有多个父类。
class C extends A{}  //ok    
class C extends A，B... //error

2. Java支持多层继承(继承体系)。

class A{}
class B extends A{}
class C extends B{}

顶层父类是Object类。所有的类默认继承Object，作为父类。

3. 子类和父类是一种相对的概念。

多态（接口之后）

概述

引入

多态是继封装、继承之后，面向对象的第三大特性。
生活中，比如跑的动作，小猫、小狗和大象，跑起来是不一样的。再比如飞的动作，昆虫、鸟类和飞机，飞起来也是不一样的。可见，同一行为，通过不同的事物，可以体现出来的不同的形态。多态，描述的就是这样的状态。

定义

• 多态 ： 是指同一行为，具有多个不同表现形式。

前提【重点】

1. 继承或者实现【二选一】
2. 方法的重写【意义体现：不重写，无意义】
3. 父类引用指向子类对象【格式体现】

多态的体现

多态体现的格式：

父类类型 变量名 = new 子类对象；
变量名.方法名();

• 父类类型：指子类对象继承的父类类型，或者实现的父接口类型。
  代码如下：

Fu f = new Zi();
f.method();

当使用多态方式调用方法时，首先检查父类中是否有该方法，如果没有，则编译错误；如果有，执行的是子类重写后方法。
代码如下：
定义父类：

public abstract class Animal { 
    public abstract void eat(); 
} 

定义子类：

class Cat extends Animal { 
    public void eat() { 
        System.out.println("吃鱼"); 
    } 
} 
class Dog extends Animal { 
    public void eat() { 
        System.out.println("吃骨头"); 
    } 
}

定义测试类：

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        // 多态形式，创建对象
        Animal a1 = new Cat(); 
        // 调用的是 Cat 的 eat
        a1.eat();         
        // 多态形式，创建对象
        Animal a2 = new Dog();
        // 调用的是 Dog 的 eat
        a2.eat();              
    } 
}

多态的好处

实际开发的过程中，父类类型作为方法形式参数，传递子类对象给方法，进行方法的调用，更能体现出多态的扩展性与便利。代码如下：
定义父类：

public abstract class Animal { 
    public abstract void eat(); 
} 

定义子类：

class Cat extends Animal { 
    public void eat() { 
        System.out.println("吃鱼"); 
    } 
} 
class Dog extends Animal { 
    public void eat() { 
        System.out.println("吃骨头"); 
    } 
}

定义测试类：

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        // 多态形式，创建对象
        Cat c = new Cat(); 
        Dog d = new Dog();
        // 调用showCatEat
        showCatEat(c);
        // 调用showDogEat
        showDogEat(d);
        /*
        以上两个方法, 均可以被showAnimalEat(Animal a)方法所替代
        而执行效果一致
        */
        showAnimalEat(c);
        showAnimalEat(d);
    }
    public static void showCatEat (Cat c){
        c.eat();
    }
    public static void showDogEat (Dog d){
        d.eat();
    }
    public static void showAnimalEat (Animal a){
        a.eat();
    }
}

由于多态特性的支持， showAnimalEat方法的Animal类型，是Cat和Dog的父类类型，父类类型接收子类对象，当然可以把Cat对象和Dog对象，传递给方法。
当eat方法执行时，多态规定，执行的是子类重写的方法，那么效果自然与showCatEat、showDogEat方法一致，所以showAnimalEat完全可以替代以上两方法。
不仅仅是替代，在扩展性方面，无论之后再多的子类出现，我们都不需要编写showXxxEat方法了，直接使用showAnimalEat都可以完成。
所以，多态的好处，体现在，可以使程序编写的更简单，并有良好的扩展。

引用类型转换

多态的转型分为向上转型与向下转型两种：

向上转型

• 向上转型：多态本身是子类类型向父类类型向上转换的过程，这个过程是默认的。
  当父类引用指向一个子类对象时，便是向上转型。
  使用格式：

父类类型  变量名 = new 子类类型();
如：Animal a = new Cat();

向下转型

• 向下转型：父类类型向子类类型向下转换的过程，这个过程是强制的。
  一个已经向上转型的子类对象，将父类引用转为子类引用，可以使用强制类型转换的格式，便是向下转型。
  使用格式：

子类类型 变量名 = (子类类型) 父类变量名;
如:Cat c =(Cat) a; 

为什么要转型

当使用多态方式调用方法时，首先检查父类中是否有该方法，如果没有，则编译错误。也就是说，不能调用子类拥有，而父类没有的方法。编译都错误，更别说运行了。这也是多态给我们带来的一点"小麻烦"。所以，想要调用子类特有的方法，必须做向下转型。
转型演示，代码如下：
定义类：

abstract class Animal { 
    abstract void eat(); 
} 
class Cat extends Animal { 
    public void eat() { 
        System.out.println("吃鱼"); 
    } 
    public void catchMouse() { 
        System.out.println("抓老鼠"); 
    } 
} 
class Dog extends Animal { 
    public void eat() { 
        System.out.println("吃骨头"); 
    } 
    public void watchHouse() { 
        System.out.println("看家"); 
    } 
}

定义测试类：

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        // 向上转型 
        Animal a = new Cat(); 
        a.eat();  // 调用的是 Cat 的 eat               
        // 向下转型 
        Cat c = (Cat)a;      
        c.catchMouse();  // 调用的是 Cat 的 catchMouse        
    } 
}

转型的异常

转型的过程中，一不小心就会遇到这样的问题，请看如下代码：

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        // 向上转型 
        Animal a = new Cat(); 
        a.eat();               // 调用的是 Cat 的 eat
        // 向下转型 
        Dog d = (Dog)a;      
        d.watchHouse();        // 调用的是 Dog 的 watchHouse 【运行报错】
    } 
}

这段代码可以通过编译，但是运行时，却报出了ClassCastException，类型转换异常！这是因为，明明创建了Cat类型对象，运行时，当然不能转换成Dog对象的。这两个类型并没有任何继承关系，不符合类型转换的定义。
为了避免ClassCastException的发生，Java提供了instanceof关键字，给引用变量做类型的校验，格式如下：

变量名 instanceof 数据类型
如果变量属于该数据类型，返回true。
如果变量不属于该数据类型，返回false。

所以，转换前，我们最好先做一个判断，代码如下：

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        // 向上转型 
        Animal a = new Cat(); 
        a.eat();               // 调用的是 Cat 的 eat
        // 向下转型 
        if (a instanceof Cat){
            Cat c = (Cat)a;      
            c.catchMouse();        // 调用的是 Cat 的 catchMouse
        } else if (a instanceof Dog){
            Dog d = (Dog)a;      
            d.watchHouse();       // 调用的是 Dog 的 watchHouse
        }
    } 
}