⭐ 题目日期：

腾讯 - 2024/12/20

📝 题解：

Java 的多态（Polymorphism）是面向对象编程（OOP）的三大特性之一（封装、继承、多态），它允许 同一操作作用于不同对象时产生不同的行为。多态的核心思想是 “一个接口，多种实现”，通过多态可以提升代码的 灵活性 和 可扩展性。

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多态的类型

Java 中多态主要分为两种形式：

1. 编译时多态（静态多态）

   • 通过 方法重载（Overload） 实现。

   • 在编译时根据方法签名（方法名 + 参数类型）确定调用哪个方法。

   • 示例：

     class Calculator {
         int add(int a, int b) { return a + b; }
         double add(double a, double b) { return a + b; } // 重载 add 方法
     }

2. 运行时多态（动态多态）

   • 通过 方法重写（Override） 和 向上转型（Upcasting） 实现。

   • 在运行时根据对象的实际类型确定调用哪个方法。

   • 示例：

     class Animal {
         void sound() { System.out.println("Animal makes a sound"); }
     }
     
     class Dog extends Animal {
         @Override
         void sound() { System.out.println("Dog barks"); } // 重写 sound 方法
     }
     
     public class Main {
         public static void main(String[] args) {
             Animal myAnimal = new Dog(); // 向上转型：Animal 引用指向 Dog 对象
             myAnimal.sound(); // 输出 "Dog barks"（运行时多态）
         }
     }

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多态的实现条件

1. 继承关系：存在父类与子类的继承关系。
2. 方法重写：子类重写父类的方法。
3. 向上转型：父类引用指向子类对象（如 Animal animal = new Dog();）。

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多态的工作原理（动态绑定）

• 方法表（Method Table）：JVM 为每个类维护一个方法表，记录方法的实际入口地址。
• 动态绑定：运行时根据对象的实际类型（而非引用类型）查找方法表，确定调用的方法。
• 关键点：编译时检查引用类型的方法是否存在，运行时调用实际对象的方法。

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多态的优势

1. 代码解耦：调用方无需关心具体子类类型，只需面向父类编程。

2. 扩展性强：新增子类时，无需修改原有代码（符合开闭原则）。

3. 统一处理：可将不同子类对象放入同一集合中统一操作。

   List<Animal> animals = Arrays.asList(new Dog(), new Cat());
   for (Animal animal : animals) {
       animal.sound(); // 根据实际对象类型调用不同方法
   }

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注意事项

1. 属性没有多态：

   • 对象的属性访问由 引用类型 决定，而非实际类型。

   • 示例：

     class Animal { String name = "Animal"; }
     class Dog extends Animal { String name = "Dog"; }
     
     Animal myDog = new Dog();
     System.out.println(myDog.name); // 输出 "Animal"（属性无多态）

2. 静态方法没有多态：

   • 静态方法在编译时根据引用类型绑定，不支持重写。

   • 示例：

     class Parent { static void method() { System.out.println("Parent"); } }
     class Child extends Parent { static void method() { System.out.println("Child"); } }
     
     Parent obj = new Child();
     obj.method(); // 输出 "Parent"（静态方法无多态）

3. final/private 方法不可重写：

   • 无法通过多态调用这些方法。

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实际应用场景

1. 插件化架构：通过接口定义插件规范，不同插件实现具体逻辑。
2. 支付系统：定义统一支付接口，支持支付宝、微信支付等不同实现。
3. GUI 事件处理：不同组件（按钮、菜单）对同一事件（点击）有不同的响应。

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总结

Java 多态通过 方法重写 和 动态绑定 实现“同一操作，不同行为”的特性，其核心价值在于：

• 解耦调用方与具体实现，提升代码的可维护性。
• 支持面向接口编程，增强系统的扩展性。 理解多态的关键是掌握 向上转型 和 运行时类型识别（RTTI） 的机制。