【JAVA】多态-上溯造型

上溯造型

之所以叫作上溯造型，除了有一定的历史原因外，也是由于在传统意义上，类继承图的画法是根位于最顶部，再逐渐向下扩展
由于造型的方向是从衍生类到基础类，箭头朝上，所以通常把它叫作“上溯造型”，即Upcasting。上溯造型肯定是安全的，因为我们是从一个更特殊的类型到一个更常规的类型。换言之，衍生类是基础类的一个超集。它可以包含比基础类更多的方法，但它至少包含了基础类的方法。进行上溯造型的时候，类接口可能出现的唯一一个问题是它可能丢失方法，而不是赢得这些方法。这便是在没有任何明确的造型或者其他特殊标注的情况下，编译器为什么允许上溯造型的原因所在。

//: Wind.java
// Inheritance & upcasting
import java.util.*;class Instrument {public void play() {}static void tune(Instrument i) {// ...i.play();}
}// Wind objects are instruments
// because they have the same interface:
class Wind extends Instrument {public static void main(String[] args) {Wind flute = new Wind();Instrument.tune(flute); // Upcasting}
} ///:~

这个例子中最有趣的无疑是tune()方法，它能接受一个Instrument句柄。但在Wind.main()中，tune()方法是通过为其赋予一个Wind句柄来调用的。由于Java对类型检查特别严格，所以大家可能会感到很奇怪，为什么接收一种类型的方法也能接收另一种类型呢？但是，我们一定要认识到一个Wind对象也是一个Instrument对象。而且对于不在Wind中的一个Instrument（乐器），没有方法可以由tune()调用。在tune()中，代码适用于Instrument以及从Instrument衍生出来的任何东西。在这里，我们将从一个Wind句柄转换成一个Instrument句柄的行为叫作“上溯造型”。

取得一个对象句柄，并将其作为基础类型句柄使用的行为就叫作“上溯造型”。

为什么要上溯造型？
假如只写一个方法，不使用特定的衍生类，而是将基础类作为自变量或参数使用，会简单很多。也就是说，如果能不顾衍生类，只让代码与基础类打交道，那么省下的工作量将是难以估计的。

方法调用绑定（Method-call binding）

将方法调用同方法主体连接起来称为“绑定”（Binding）。
若在程序运行之前执行绑定（由编译器和链接程序执行，如果有的话），则称作“早期绑定”（early binding）。
当程序只有基础类的句柄时，编译器不知道调用哪个方法是正确的。后期绑定(late binding)能够解决这个问题。后期绑定也叫作“动态绑定”(dynamic binding)或“运行期绑定”(runtime binding)，指的是根据对象的类型在运行期间（runtime）进行绑定。

实现了后期绑定的语言，必须提供一种机制，即在运行期间判断对象的类型，然后调用相应的方法。也就是说，编译器此时还是不知道对象的类型，但方法调用机制(method-call binding)会去找到并调用正确的方法主体。不同的语言对后期绑定的实现方法各有区别。但是可以设想，它们都必须在对象中安插某些特殊类型的信息。

Java中绑定的所有方法都采用后期绑定，除非一个方法已被声明成static或final（private方法是隐式的final）。开发者不必决定是否应进行后期绑定——后期绑定是自动发生的。

上溯造型的具体实现

Java里所有绑定的方法通过后期绑定具有多态性后，就可以相应地编写自己的代码，并使其和基础类沟通。

在此以Shape举例：
Shape为基类；Circle（圆形），Square（方形），Triangle（三角形）等等是衍生类：

上塑造型语句：
Shape s = new Circle();
我们创建了Circle对象，并将结果句柄立即赋给一个Shape。这表面看起来似乎属于错误操作（将一种类型分配给另一个），但实际是完全可行的——因为按照继承关系，Circle属于Shape的一种。因此编译器认可上述语句，不会向我们提示一条出错消息。
当我们调用其中一个基础类方法时（已在衍生类里覆盖）：
s.draw();
调用已在Circle中重写过的draw()方法，注意Shape中也有同名的draw()方法
s.draw() 调用的是Circle中的draw()方法

//: Shapes.java
// Polymorphism in Javaclass Shape { void draw() {}void erase() {}
}class Circle extends Shape {void draw() { System.out.println("Circle.draw()"); }void erase() { System.out.println("Circle.erase()"); }
}class Square extends Shape {void draw() { System.out.println("Square.draw()"); }void erase() { System.out.println("Square.erase()"); }
}class Triangle extends Shape {void draw() { System.out.println("Triangle.draw()"); }void erase() { System.out.println("Triangle.erase()");}
}public class Shapes {public static Shape randShape() {switch((int)(Math.random() * 3)) {default: // To quiet the compilercase 0: return new Circle();case 1: return new Square();case 2: return new Triangle();}}public static void main(String[] args) {Shape[] s = new Shape[9];// Fill up the array with shapes:for(int i = 0; i < s.length; i++)s[i] = randShape();// Make polymorphic method calls:for(int i = 0; i < s.length; i++)s[i].draw();}
} ///:~