编译期多态与运行期多态

① java的多态怎么理解啊，多态有什么用途。

多态你可以从字面上去理解，一个类表现出多种形态。它是一种编码的技巧而不是写代码的格式或者方式。 要想理解多态你需要从需求入手。伪代码例子：void method（Father instance）: instance.callmethod();现在有两个子类 girl 和 boy . 如果我传入给method的对象是girl，那么instance.callmethod()是否就等同于girl.callmethod(),如果传入的是boy，就等同于boy.callmethod().但是对于程序而言，表达式一直都是 void method（Father instance）: instance.callmethod();没有改变过只不过通过传入不同的子类对象使这样一个表达式表现出了多种“类的形态”。这样的现象就叫做多态。 多态在软件结构设计上是非常重要的一个抽象意识1：多态用于解决if,else 现代的编程技巧要求对于某一个函数专注于解决一类型的事情。这就要求一个函数中要尽量的避免出现>1个if，那么如果程序出现了分支而又要避免使用if应该怎么办呢。那就是多态最经常出现的场景。看下面的一个2：多态用于隐藏函数的具体内容在面向对象高度结构化的开发中，软件根据功能的不同需要分为各种模块分别交给不同的人开发。那么如果同一个接口描述一类情况显然是非常高明的。最明显的例子就是大家最常用的System,out.println(Object).初学者可能每天都在使用这样一个多态，但是却不知道这个是多态。System,out.println();无论你输入的是一个string,object,int,array,float都可以正常输出内容。为什么，因为所有的你string,Intege,array,Float都是Object的子类，根据填入参数的类型，System,out,println()就表现出了各种输出功能的形态。 说了这么多希望你能够理解。 多态可以通过接口和继承来实现。 一个接口可以对应多个实现 （1vN : 多态的数学描述，1个形态代表多个形态）继承：一个父类可以有多个子类 （1vN : 多态的数学描述，1个形态代表多个形态）

② 谈谈你对Java中的多态的理解.(为什么要使用多态，有什么好处，一般用在什么场合)

面向对象编程有三大特性：封装、继承、多态。

封装隐藏了类的内部实现机制，可以在不影响使用的情况下改变类的内部结构，同时也保护了数据。对外界而已它的内部细节是隐藏的，暴露给外界的只是它的访问方法。

继承是为了重用父类代码。两个类若存在IS-A的关系就可以使用继承。，同时继承也为实现多态做了铺垫。

那么什么是多态呢？多态的实现机制又是什么？请看我一一为你揭开：

所谓多态

就是指程序中定义的引用变量所指向的具体类型和通过该引用变量发出的方法调用在编程时并不确定，而是在程序运行期间才确定，即一个引用变量倒底会指向哪个类的实例对象，该引用变量发出的方法调用到底是哪个类中实现的方法，必须在由程序运行期间才能决定。因为在程序运行时才确定具体的类，这样，不用修改源程序代码，就可以让引用变量绑定到各种不同的类实现上，从而导致该引用调用的具体方法随之改变，即不修改程序代码就可以改变程序运行时所绑定的具体代码，让程序可以选择多个运行状态，这就是多态性。

比如你是一个酒神，对酒情有独钟。某日回家发现桌上有几个杯子里面都装了白酒，从外面看我们是不可能知道这是些什么酒，只有喝了之后才能够猜出来是何种酒。你一喝，这是剑南春、再喝这是五粮液、再喝这是酒鬼酒….在这里我们可以描述成如下：

酒 a = 剑南春

酒 b = 五粮液

酒 c = 酒鬼酒

…

这里所表现的的就是多态。剑南春、五粮液、酒鬼酒都是酒的子类，我们只是通过酒这一个父类就能够引用不同的子类，这就是多态——我们只有在运行的时候才会知道引用变量所指向的具体实例对象。

诚然，要理解多态我们就必须要明白什么是“向上转型”。在继承中我们简单介绍了向上转型，这里就在啰嗦下：在上面的喝酒例子中，酒（Win）是父类，剑南春（JNC）、五粮液（WLY）、酒鬼酒（JGJ）是子类。我们定义如下代码：

JNC a = new JNC();

对于这个代码我们非常容易理解无非就是实例化了一个剑南春的对象嘛！但是这样呢？

Wine a = new JNC();

在这里我们这样理解，这里定义了一个Wine 类型的a，它指向JNC对象实例。由于JNC是继承与Wine，所以JNC可以自动向上转型为Wine，所以a是可以指向JNC实例对象的。这样做存在一个非常大的好处，在继承中我们知道子类是父类的扩展，它可以提供比父类更加强大的功能，如果我们定义了一个指向子类的父类引用类型，那么它除了能够引用父类的共性外，还可以使用子类强大的功能。

但是向上转型存在一些缺憾，那就是它必定会导致一些方法和属性的丢失，而导致我们不能够获取它们。所以父类类型的引用可以调用父类中定义的所有属性和方法，对于只存在与子类中的方法和属性它就望尘莫及了。

publicclassWine{
publicvoidfun1(){
System.out.println("Wine的Fun.....");
fun2();
}

publicvoidfun2(){
System.out.println("Wine的Fun2...");
}
}

publicclassJNCextendsWine{
/**
*@desc子类重载父类方法
*父类中不存在该方法，向上转型后，父类是不能引用该方法的
*@parama
*@returnvoid
*/
publicvoidfun1(Stringa){
System.out.println("JNC的Fun1...");
fun2();
}

/**
*子类重写父类方法
*指向子类的父类引用调用fun2时，必定是调用该方法
*/
publicvoidfun2(){
System.out.println("JNC的Fun2...");
}
}

publicclassTest{
publicstaticvoidmain(String[]args){
Winea=newJNC();
a.fun1();
}
}

-------------------------------------------------

Output:

Wine的Fun.....

JNC的Fun2...

从程序的运行结果中我们发现，a.fun1()首先是运行父类Wine中的fun1().然后再运行子类JNC中的fun2()。

分析：在这个程序中子类JNC重载了父类Wine的方法fun1()，重写fun2()，而且重载后的fun1(String a)与 fun1()不是同一个方法，由于父类中没有该方法，向上转型后会丢失该方法，所以执行JNC的Wine类型引用是不能引用fun1(String a)方法。而子类JNC重写了fun2() ，那么指向JNC的Wine引用会调用JNC中fun2()方法。

所以对于多态我们可以总结如下：

指向子类的父类引用由于向上转型了，它只能访问父类中拥有的方法和属性，而对于子类中存在而父类中不存在的方法，该引用是不能使用的，尽管是重载该方法。若子类重写了父类中的某些方法，在调用该些方法的时候，必定是使用子类中定义的这些方法（动态连接、动态调用）。

对于面向对象而已，多态分为编译时多态和运行时多态。其中编辑时多态是静态的，主要是指方法的重载，它是根据参数列表的不同来区分不同的函数，通过编辑之后会变成两个不同的函数，在运行时谈不上多态。而运行时多态是动态的，它是通过动态绑定来实现的，也就是我们所说的多态性。

多态的实现

2.1实现条件

在刚刚开始就提到了继承在为多态的实现做了准备。子类Child继承父类Father，我们可以编写一个指向子类的父类类型引用，该引用既可以处理父类Father对象，也可以处理子类Child对象，当相同的消息发送给子类或者父类对象时，该对象就会根据自己所属的引用而执行不同的行为，这就是多态。即多态性就是相同的消息使得不同的类做出不同的响应。

Java实现多态有三个必要条件：继承、重写、向上转型。

继承：在多态中必须存在有继承关系的子类和父类。

重写：子类对父类中某些方法进行重新定义，在调用这些方法时就会调用子类的方法。

向上转型：在多态中需要将子类的引用赋给父类对象，只有这样该引用才能够具备技能调用父类的方法和子类的方法。

只有满足了上述三个条件，我们才能够在同一个继承结构中使用统一的逻辑实现代码处理不同的对象，从而达到执行不同的行为。

对于Java而言，它多态的实现机制遵循一个原则：当超类对象引用变量引用子类对象时，被引用对象的类型而不是引用变量的类型决定了调用谁的成员方法，但是这个被调用的方法必须是在超类中定义过的，也就是说被子类覆盖的方法。

2.2实现形式

在Java中有两种形式可以实现多态。继承和接口。

2.2.1、基于继承实现的多态

基于继承的实现机制主要表现在父类和继承该父类的一个或多个子类对某些方法的重写，多个子类对同一方法的重写可以表现出不同的行为。

publicclassWine{
privateStringname;

publicStringgetName(){
returnname;
}

publicvoidsetName(Stringname){
this.name=name;
}

publicWine(){
}

publicStringdrink(){
return"喝的是"+getName();
}

/**
*重写toString()
*/
publicStringtoString(){
returnnull;
}
}

publicclassJNCextendsWine{
publicJNC(){
setName("JNC");
}

/**
*重写父类方法，实现多态
*/
publicStringdrink(){
return"喝的是"+getName();
}

/**
*重写toString()
*/
publicStringtoString(){
return"Wine:"+getName();
}
}

publicclassJGJextendsWine{
publicJGJ(){
setName("JGJ");
}

/**
*重写父类方法，实现多态
*/
publicStringdrink(){
return"喝的是"+getName();
}

/**
*重写toString()
*/
publicStringtoString(){
return"Wine:"+getName();
}
}

publicclassTest{
publicstaticvoidmain(String[]args){
//定义父类数组
Wine[]wines=newWine[2];
//定义两个子类
JNCjnc=newJNC();
JGJjgj=newJGJ();

//父类引用子类对象
wines[0]=jnc;
wines[1]=jgj;

for(inti=0;i<2;i++){
System.out.println(wines[i].toString()+"--"+wines[i].drink());
}
System.out.println("-------------------------------");

}
}

OUTPUT:

Wine:JNC--喝的是JNC

Wine:JGJ--喝的是JGJ

在上面的代码中JNC、JGJ继承Wine，并且重写了drink()、toString()方法，程序运行结果是调用子类中方法，输出JNC、JGJ的名称，这就是多态的表现。不同的对象可以执行相同的行为，但是他们都需要通过自己的实现方式来执行，这就要得益于向上转型了。

我们都知道所有的类都继承自超类Object，toString()方法也是Object中方法，当我们这样写时：

Objecto=newJGJ();

System.out.println(o.toString());

输出的结果是Wine : JGJ。

Object、Wine、JGJ三者继承链关系是：JGJ—>Wine—>Object。所以我们可以这样说：当子类重写父类的方法被调用时，只有对象继承链中的最末端的方法才会被调用。但是注意如果这样写：

Objecto=newWine();

System.out.println(o.toString());

输出的结果应该是Null，因为JGJ并不存在于该对象继承链中。

所以基于继承实现的多态可以总结如下：对于引用子类的父类类型，在处理该引用时，它适用于继承该父类的所有子类，子类对象的不同，对方法的实现也就不同，执行相同动作产生的行为也就不同。

如果父类是抽象类，那么子类必须要实现父类中所有的抽象方法，这样该父类所有的子类一定存在统一的对外接口，但其内部的具体实现可以各异。这样我们就可以使用顶层类提供的统一接口来处理该层次的方法。

2.2.2、基于接口实现的多态

继承是通过重写父类的同一方法的几个不同子类来体现的，那么就可就是通过实现接口并覆盖接口中同一方法的几不同的类体现的。

在接口的多态中，指向接口的引用必须是指定这实现了该接口的一个类的实例程序，在运行时，根据对象引用的实际类型来执行对应的方法。

继承都是单继承，只能为一组相关的类提供一致的服务接口。但是接口可以是多继承多实现，它能够利用一组相关或者不相关的接口进行组合与扩充，能够对外提供一致的服务接口。所以它相对于继承来说有更好的灵活性。

③ 编译时的多态性和运行时的多态性在实现方法上有何不同

我不知道你哪本书上看到的，但是，只要不是后绑定就不能称为多态，前绑定只能称为代码重用，比如函数的重载、覆盖以及一般的类继承。
多态的关键特点就是：在运行时虚基类指针指向派生类对象地址，而将派生类对象地址赋值给基类指针，这就是所谓的后绑定，编译时绑定称为前绑定，因此多态另一个特点就是“动态“。换句话说，如果是后绑定，编译器事先是不知道在运行时指针将指向哪一种派生类的对象，因此基类指针必须是“虚“的，虚基类中不能有任何实现只有定义，此时虚基类的作用就是一个类接口，这样才能在编译时“模糊”掉类型匹配原则，基类的作用只是个约定，定义了函数调用格式，而只在运行时才确定指针具体指向哪一个对象。
而所谓编译时的多态性根本不存在，如果编译器能确定基类指针指向哪一个派生类对象地址，就不是多态，哪怕你采用重载覆盖或者继承，这些编译器已经可以预知的事情，一旦编译完成就固定了，运行时无法更改的，比如你不能在不重新编译的情况下增加一个重载，这就制约了程序运行时的灵活性以及可扩充性。而多态完全可以实现“热“更新，更多的是便于程序的可扩充性。你完全可以将派生类编译在DLL中，每当更新程序时，只要替换掉DLL而不用重新编译全部代码。

④ 1． 编译时的多态性与运行时的多态性有什么区别，他们的实现方法有什么不同

多态从实现的角度可以划为两类：编译时多态和运行时多态。

编译时的多态性:就是在程序编译的时候，也就是生成解决方案的时候就决定要实现什么操作。

运行时的多态性:就是指直到系统运行时,才根据实际情况决定实现何种操作。

1、多态实现形式不同：

编译时的多态是通过静态连编来实现的；运行时的多态是用动态连编来实现的。

2、多态性通过方式不同：

编译时的多态性主要是通过函数重载和运算符重载来实现的；运行时的多态性主要是通过虚函数来实现的。

(4)编译期多态与运行期多态扩展阅读：

静态多态性又称编译时的多态性。静态多态性的函数调用速度快、效率高但缺乏灵活性,在程序运行前就应决定执行的函数和方法。

动态多态性的特点是:不在编译时确定调用的是哪个函数，而是在程序运行过程中才动态地确定操作所针对的对象。又称运行时的多态性。动态多态性是通过虚函数(virtual function)实现的。