Java 多型完整解析

多型：同一行為擁有多種表現形式。同一介面，使用不同實例執行不同操作。

現實例子：按下 F1 鍵

• Flash 環境 → AS3 幫助文件
• Word 環境 → Word 幫助
• Windows 環境 → Windows 說明與支援

同一事件在不同物件上產生不同結果。

多型六大優點

1. 消除型別耦合
2. 可替換性
3. 可擴充性
4. 介面性
5. 靈活性
6. 簡化性

多型存在三個必要條件

1. 繼承
2. 重寫
3. 父類別參考指向子類別物件（Parent p = new Child();）

呼叫多型方法時：先檢查父類別是否有該方法（無則編譯錯誤），再調用子類別同名方法。

完整多型範例：Test.java

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        show(new Cat());
        show(new Dog());
        Animal a = new Cat(); // 向上轉型
        a.eat();              // 呼叫 Cat 的 eat
        Cat c = (Cat)a;       // 向下轉型
        c.work();             // 呼叫 Cat 的 catchMouse
    }
    public static void show(Animal a) {
        a.eat();
        if (a instanceof Cat) {
            Cat c = (Cat)a; c.work();
        } else if (a instanceof Dog) {
            Dog d = (Dog)a; d.work();
        }
    }
}
abstract class Animal { abstract void eat(); }
class Cat extends Animal {
    public void eat() { System.out.println("吃魚"); }
    public void work() { System.out.println("抓老鼠"); }
}
class Dog extends Animal {
    public void eat() { System.out.println("吃骨頭"); }
    public void work() { System.out.println("看家"); }
}

執行結果

吃魚
抓老鼠
吃骨頭
看家
吃魚
抓老鼠

虛擬方法

子類別重寫父類方法時，子類物件呼叫該方法會執行子類版本。若需呼叫父類版本，需用 super。

Employee/Salary 虛擬方法示範

public class Employee {
    public void mailCheck() { System.out.println("郵寄支票給：" + name + " " + address); }
}
public class Salary extends Employee {
    public void mailCheck() {
        System.out.println("Salary 類的 mailCheck 方法");
        System.out.println("郵寄支票給：" + getName() + "，薪資：" + salary);
    }
}
public class VirtualDemo {
    public static void main(String[] args) {
        Salary s = new Salary("員工A", "北京", 3, 3600);
        Employee e = new Salary("員工B", "上海", 2, 2400);
        s.mailCheck(); // Salary 版本
        e.mailCheck(); // 編譯期看 Employee，執行期跑 Salary 版本
    }
}

輸出結果

使用 Salary 的引用調用 mailCheck --
Salary 類的 mailCheck 方法
郵寄支票給：員工A ，工資為：3600.0
使用 Employee 的引用調用 mailCheck--
Salary 類的 mailCheck 方法
郵寄支票給：員工B ，工資為：2400.0

此為虛擬方法調用：編譯期依參考型別驗證，執行期依實際物件型別分派。Java 所有方法預設皆為虛擬方法。

多型三種實現方式

1. 重寫：父子類別間多型表現（詳見「Java 重寫與重載」）
2. 介面：如插座標準，定義方法特徵無實作（詳見「Java 介面」）
3. 抽象類別與抽象方法：定義規範延遲實作（詳見「Java 抽象類別」）