多态通过继承和方法重写实现，允许父类引用调用子类方法，运行时根据实际对象类型动态绑定，提升代码扩展性与灵活性，支持接口实现和对象替换，遵循“编译时看类型，运行时看对象”原则。
多态是面向对象编程的核心特性之一，在Java中通过继承和方法重写实现。它允许使用父类引用调用子类对象的方法，从而在运行时决定具体执行哪个版本的方法。这种机制不仅提高了代码的可扩展性，也支持灵活的对象替换。
理解多态调用的基本原理
多态调用依赖于动态方法调度，即在程序运行时根据对象的实际类型来决定调用哪个方法，而不是依据引用变量的声明类型。
实现多态需要满足以下条件：
- 存在类之间的继承关系（或接口实现）
- 父类定义的方法在子类中被重写（override）
- 通过父类类型的引用指向子类对象
class Animal {
void makeSound() {
System.out.println("Animal makes a sound");
}
}
class Dog extends Animal {
@Override
void makeSound() {
System.out.println("Dog barks");
}
}
class Cat extends Animal {
@Override
void makeSound() {
System.out.println("Cat meows");
}
}
// 多态调用
Animal a1 = new Dog();
Animal a2 = new Cat();
a1.makeSound(); // 输出：Dog barks
a2.makeSound(); // 输出：Cat meows
虽然引用类型是 Animal，但实际执行的是子类中重写的方法。
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利用接口实现更灵活的对象替换
接口是实现多态的另一种强大方式，尤其适用于不相关类之间共享行为的场景。
通过定义接口，多个类可以实现相同的方法契约，而调用方只需依赖接口类型，无需关心具体实现。
示例：
interface Drawable {
void draw();
}
class Circle implements Drawable {
public void draw() {
System.out.println("Drawing a circle");
}
}
class Rectangle implements Drawable {
public void draw() {
System.out.println("Drawing a rectangle");
}
}
// 在方法中接受接口类型
public void render(Drawable d) {
d.draw();
}
// 调用时可自由替换对象
render(new Circle()); // 输出：Drawing a circle
render(new Rectangle()); // 输出：Drawing a rectangle
这种方式使得新增图形类时无需修改 render 方法，符合开闭原则。
对象替换的最佳实践与注意事项
在使用多态进行对象替换时，注意以下几点能避免常见问题：
- 确保被重写的方法签名完全一致，包括返回类型（协变返回类型除外）
- 不要在构造函数中调用可被重写的方法，否则可能导致子类状态未初始化
- 合理使用 final 方法防止意外重写
- 多态仅适用于实例方法，静态方法和 private 方法不参与动态绑定
- 字段访问基于引用类型，而非实际对象类型，因此不要依赖字段的“多态”行为
例如，以下情况不会表现出多态性：
class Parent {
String name = "Parent";
void show() {
System.out.println(name);
}
}
class Child extends Parent {
String name = "Child";
}
Parent p = new Child();
System.out.println(p.name); // 输出 Parent，字段无多态
基本上就这些。掌握多态调用和对象替换的关键在于理解“编译时看类型，运行时看对象”的原则，并结合继承、重写和接口合理设计类结构。这样可以让系统更易于维护和扩展。
