Java多态性与向上转型详解

在Java编程中，多态性和向上转型是面向对象编程的重要组成部分，它们使得程序更加灵活和可扩展。下面通过一个具体的例子来解释这两个概念。

首先，我们定义一个表示宠物的基本类 Pet，它包含两个基本行为：吃(eat()) 和睡(sleep())。然后，我们创建两个继承自 Pet 的子类 Dog 和 Cat，分别重写了 eat() 方法以体现不同宠物进食的不同方式。此外，Dog 类还新增了一个 bark() 方法，而 Cat 类则增加了一个 sharpenClaws() 方法。

package cn.tedu.animal;

public class AnimalDemo {
    public static void main(String[] args) {
        // 声明一个 Pet 类型的变量
        Pet pet;
        
        // 实际创建的是 Dog 对象
        pet = new Dog();
        
        // 调用 eat() 方法，实际执行的是 Dog 类中的 eat() 方法
        pet.eat();
        
        // 调用 sleep() 方法，此方法未被重写，因此执行的是 Pet 类中的 sleep() 方法
        pet.sleep();
        
        // 向上转型示例
        m(new Cat());
        m(new Dog());
    }
    
    // 定义一个接受 Pet 类型参数的方法
    public static void m(Pet pet) {
        // 在运行时确定具体是哪个子类对象，从而决定调用哪个子类的方法
        pet.eat();
    }
}

// 宠物基类
abstract class Pet {
    public void eat() {
        System.out.println("正在进食...");
    }
    
    public void sleep() {
        System.out.println("正在休息...");
    }
}

// 狗类，继承自 Pet
class Dog extends Pet {
    @Override
    public void eat() {
        System.out.println("大口地吃着...");
    }
    
    public void bark() {
        System.out.println("汪汪汪...");
    }
}

// 猫类，继承自 Pet
class Cat extends Pet {
    @Override
    public void eat() {
        System.out.println("优雅地品尝食物...");
    }
    
    public void sharpenClaws() {
        System.out.println("磨爪子中...");
    }
}

上述代码中，Pet pet = new Dog(); 这一行体现了向上转型的概念，即允许将子类对象赋值给父类引用。当通过父类引用调用方法时，实际上会调用子类中覆盖的方法，这就是多态性的体现。最后，我们通过调用 m() 方法并传入不同类型的宠物对象，进一步验证了运行时多态的行为。

输出结果如下：

大口地吃着...
正在休息...
优雅地品尝食物...
大口地吃着...