Java多態介紹

Java是一種面向對象的編程語言，其主要特點之一就是多態性。多態性是指同一個方法可以被不同類型的對象調用，並根據對象的實際類型執行不同的行為。它是Java語言中的一個重要概念，也是面向對象設計的核心思想之一。

在Java中，多態性有三種表現形式：方法重載、方法覆蓋和類本身的多態性。其中，最常見的是方法重載和方法覆蓋，這些都是Java實現多態性的基礎。

一、方法重載

方法重載是多態性的一種表現形式。它指的是在同一個類中，可以定義多個同名的方法，但這些方法的參數類型和數量必須不同。

例如：

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

上面的代碼中，定義了幾個add方法，它們都具有相同的方法名稱，但參數類型和數量不同，因此它們是方法重載。

在調用add方法時，編譯器會根據傳遞的參數類型和數量來匹配哪個方法被調用。例如：

OverloadExample oe = new OverloadExample();
oe.add(1, 2); // 調用 add(int, int) 方法
oe.add(1, 2, 3); // 調用 add(int, int, int) 方法
oe.add(1.0, 2.0); // 調用 add(double, double) 方法

二、方法覆蓋

方法覆蓋（Override）是多態性的另一種表現形式。它指的是在子類中定義一個與父類中同名、參數類型和數量都相同的方法，覆蓋父類中的方法。

例如：

public class Animal {
    public void move() {
        System.out.println("Animal is moving...");
    }
}
 
public class Cat extends Animal {
    public void move() {
        System.out.println("Cat is moving...");
    }
}

在上面的代碼中，子類Cat重寫了父類Animal的move方法。

在調用move方法時，如果是Animal類型的對象調用，那麼會調用Animal類的move方法；如果是Cat類型的對象調用，那麼會調用Cat類的move方法。

Animal animal = new Animal();
animal.move(); // 輸出結果：Animal is moving...
 
Cat cat = new Cat();
cat.move(); // 輸出結果：Cat is moving...
 
Animal a = new Cat();
a.move(); // 輸出結果：Cat is moving...

在上面的代碼中，Animal類的實例會調用Animal類的move方法，而Cat類的實例會調用Cat類的move方法。對於a變數，雖然它是Animal類型，但是實際引用的是Cat類型的對象，所以調用的是Cat類的move方法。

三、類本身的多態性

Java中，一個父類引用可以指向一個子類對象，這種特性被稱為類本身的多態性（Class Polymorphism）。

例如：

public class Animal {
    public void move() {
        System.out.println("Animal is moving...");
    }
}
 
public class Cat extends Animal {
    public void move() {
        System.out.println("Cat is moving...");
    }
}
 
public class PolymorphismExample {
    public static void main(String[] args) {
        Animal cat = new Cat();
        cat.move(); // 輸出結果：Cat is moving...
    }
}

在上面的代碼中，定義了Animal類和Cat類，Cat類是Animal類的子類。在main方法中，定義了一個Animal類的引用cat，實際上它引用的是一個Cat類的對象。所以，調用cat的move方法時，輸出的結果是Cat is moving…。

總結

Java的多態性使得程序更加靈活，不同的對象可以調用相同的方法併產生不同的結果。在設計Java程序時，多態性是非常重要的概念，能夠有效提高代碼的可重用性和可維護性。

本文介紹了Java中多態性的三種形式：方法重載、方法覆蓋和類本身的多態性。通過示例代碼的演示，讓讀者更好地理解Java多態性的概念和實現方式。