（1）多态作为形参，接受子类对象，避免函数重载过度使用，以增强程序的扩展性。

【例5.11】编写程序，输出任何几何图形的面积和周长。

① 通过方法重载的方式进行实现。

定义Shap抽象类，Shap类中包含getArea（）和getLength（）两个抽象方法，让Circle类和Rectangle类继承Shap类，同时Circle类定义自己新增的属性半径radius和圆周率PI，Rectangle类新增自己的属性宽度width和长度length，再在Circle类和Rectangle类中重写Shap类中求面积和周长的方法，分别求圆形和方形的面积及周长。再定义一个ComputShapAreaLen类，在类中通过对printAreaandLen（）方法进行传递圆形和方形的方式进行重载，以分别实现输出圆形和方形的面积及周长。再在测试类的主方法中定义ComputShapAreaLen类的对象调用printAreaandLen（）分别求圆形和方形的面积及周长。Shap类，Circle类，Rectangle类，Comput ShapAreaLen类及测试类Example5_11都定义在同一个文件Example5_11.java中，具体代码如下：

Example5_11.java

在上述例子，只计算了圆形和方形两种图形的面积和周长，如果要再计算三角形、梯形或其他图形的面积和周长，则我们可以增加相应的形状类，但同时我们必须在ComputAreaandLen类中重载一个输出相应图形的面积及周长的printAreaandLen（）方法，即对ComputAreaandLen类进行修改。这样做存在一个问题，就是当我们在ComputAreaandLen类中去重载printAreaandLen（）方法时，有可能会误修改到ComputAreaandLen类中的其他方法，此操作不满足软件设计中的“开-闭”原则，即一个软件实体如类、模块应该对扩展开放，对修改关闭。接下来我们使用多态来解决重载所带来的问题。

② 多态作为形参用来满足“开-闭”原则。

多态的特点就是当父类引用指向子类对象后，父类引用可以调用子类中重写了父类中的非静态方法。因此，基于多态的特点我们可以在上面程序里的ComputAreaandLen类中，将printAreaandLen（）方法的参数定义为Shap引用即可，Shap引用可以指向其子类对象，当Shap引用指向哪一个子类对象时，则Shap引用在调用getArea（）和getLen（）方法时，就调用的是那一个子类中重写到的非静态方法，从而实现输出各类图形的面积和周长要求。因此，我们只需要对例5.11中的ComputAreandLen中的printAreaandLen（）方法去掉方法重载，保留一个方法，并将printAreaandLen（）方法的参数设置成Shap类的引用即可。对例5.11中的ComputAreaandLen类进行修改如下。

通过使用多态来实现上述程序，可以减少方法的重载，并且可以满足软件设计中的“开-闭”原则，即如果在例5.11中还要输出梯形、三角形及其他图的面积及周长时，我们只需要定义相关的图形类，再直接在主方法中进行测试即可，而不需要去修改ComputShapAreaLen类。因此，多态可以使程序有良好的扩展，并可以对所有类的对象进行通用处理。

（2）多态可以作为返回值类型。

【例5.12】本例通过多态作为返回值类型，来获取任意类型的车对象。定义汽车类Car，成员变量有：名字和颜色，成员方法有：参构造函数及run方法。分别定义Bmw类、Benz类、Audi类继承自Car类，在各个类中定义有参构造方法，并用super关键字实现对父类Car类中的名字和颜色进行初始化。定义CarFactory类，在类中定义produceCar（）静态方法，随机生产各类汽车，并将生产的汽车对象使用父类引用即使用多态返回值进行返回。注：Car， Bmw，Benz， Audi，CarFactory及测试类Example5_12类在此处均定义在同一个文件Example5_12.java中，也可以分别定义在各个以类命名的java文件中。

在produceCar（）方法中使用（int）Math.round（Math.random（）*2）； 生成0～2之间的随机整数。

Example5_12.java

在Example5_12.java文件中的CarFactory类中定义的方法produceCar（）方法原型为：public static Car produceCar（）；，可以看出produceCar（）方法的返回值类型为Car类型，而在produceCar（）方法中生成的是各子类Bmw， Benz， Audi实体，但返回的是父类引用，即让父类引用指向子类对象，符合多态思想，如果还需要生产其他类型的汽车（如法拉利车），则只需要定义该车的类从Car类继承，则可以生产相应的汽车，因此增强了程序的扩展性。

（3）多态之类型转型。

① 基本类型转换：在类型兼容的情况下，如int， float， double数值型基本类型存在类型兼容，低类型向高类型转换时，在赋值时自动转换，高类型向低类型转换时，在赋值时需要强制转换。

② 类类型转换：类类型间能转换的前提是必须存在继承关系，若不存在继承关系且不存在多态，则进行了类类型转换，即使编译没错，运行时也会报错。子类对象转父类对象自动转换，父类对象转子类对象，需要类类型转换。如Dog类是Animal类的子类，则有：

Animal animal=new Dog();

Dog dog=(Dog)animal; dog.run();

【例5.13】在Example5_13.java中定义Animal类，Animal类中有eat（）和cry（）方法；定义Dog类继承Animal类，在Dog类中重写Animal类中的eat（），新增加lookHome（）方法。再在主类Example5_13的主方法中用父类引用指向子类对象：Animal animal = new Dog（）；，则下列语句是否存在编译错误，若没错则调用的父类中还是子类中的方法呢？

① animal.eat();

② animal.cry();

③ animal.lookHome();

Example5_13.java

（4）多态与非多态下的类类型转换。

以例5.13中所定义的Animal类，Dog类，Fish类为例说明类类型转换的相关知识。(www.daowen.com)

① 多态下的类类型转换。

在Example5_13.java程序中如有：

Animal animal=new Dog();

若用父类引用animal调用Dog类中特有的方法lookHome（），会出现编译错误，因为父类引用只能调用父类中的成员，此时可用类类型的强制类型转换来实现。

Dog dog=(Dog)animal;

转换后就能调用子类中的新增成员，如：

dog.lookHome()；

② 非多态下的类类型转换。

若有：Animal animal=new Animal（）；

再通过类类型转换，如：

Dog dog=(Dog) animal;

dog.lookHome();

虽然编译能通过，但运行时将会出现ClassCastException异常。

③ 多态下的兄弟类类型转换。

若有：Animal animal=new Dog（）；

再将animal指向的Dog对象采用类类型转换为Fish对象，如：

Fish fish=(Fish)animal;

fish.swim();

虽然编译能通过，但运行时将会出现ClassCastException异常。

从③可以看出虽然是多态，但狗不能转为鱼，因为它们之间没有继承关系。因此在Java中，若要实现类类型转换，则必须存在继承关系，并且是在多态的状态下，若不存在继承关系或不是多态的状态，进行了类类型转换，即便是编译没错，但运行时也会报错。

（5）多态下调用子类中新增加的特有方法。

我们知道通过使用多态可以使程序的扩展性更强，但多态的弊端是父类引用只能指向父类成员，因此无法引用到在子类中的新增成员，为了解决能在多态的状态下引用子类的新增成员方法的问题，可以使用instanceof 关键字，判断具体是哪一个子类对象，再进行类类型转换，从而可以执行该子类中新增的特有方法。

【例5.14】多态下类类型转换的应用—— 多态下调用子类中新增加的特有方法。在主类中定义runSubclassMethod（Animal animal）方法，参数animal接收动物对象，根据传入的具体动物，执行该动物特有的方法。由于方法参数使用多态，因此不能确定传入的是哪种动物，runSubclassMethod方法中使用instanceof 关键字进行判断具体是何种动物，进行类类型转换后，再执行该动物的特有方法。

Example5_14.java