多態(tài)，英語Polymorphism，由希臘語的兩個單詞polys（意為many, much)和morphē（意為form, shape)組成。從英文單詞也可知道polymorphism的意思是“有著多樣的形態(tài)”。多態(tài)表示的是同一個事物具有的不同形態(tài)。
引子
在日常使用的語言中，我們隨時使用到多態(tài)，也就是一字多義。舉“洗”（wash)為例，“洗”可以表達多種不同含義的“洗”。洗衣服、洗澡、洗車中的”洗“實際上都不一樣，都是不盡相同的動作。但是我們無需專門為了這些情景中的”洗“專門定義一個字或詞。例如不必為”洗車“的”洗“而專門造一個字。
通過消除文字之間的耦合，極大地減少了語言的文字數(shù)量，提高了語言的簡潔性、可讀性。消除文字之間的耦合是指自然語言中的文字可以單獨拿出來看待，比如”洗“這個字，單獨拿出來看我們也知道是什么意思，而不是要從”洗車“整個詞理解才能知道”洗“是什么意思。如果字與字之間的耦合度很高，只要我改變了一整段話的某一個字，就有可能要改掉整段話中的所有字了，會牽一發(fā)而動全身。比如說”我在室外洗自行車“。如果“洗”和“車”的耦合度很高，例如為不同的車“洗”都有專門的字，有為單車的“洗”，摩托車的“洗”，轎車的“洗”。這樣只要我把”自行車“改為”轎車“，就要把自行車的“洗”換為轎車的“洗”了。我們希望不管是洗什么車，都是同一個洗，甚至是不管是洗什么物體，都是同一個“洗”。
而在面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計中，多態(tài)就是指同一個接口在不同的導(dǎo)出類中具有不同的行為表現(xiàn)方式，其意義與自然語言中的多態(tài)十分相似。
繼承與多態(tài)
在OOP中，沒有繼承就沒有多態(tài)(嚴格上這里的多態(tài)是指動態(tài)多態(tài))。
要理解多態(tài)，必須結(jié)合面向?qū)ο笾械睦^承來看，它并不是一個可以單獨隔離來看的概念。
繼承在程序設(shè)計中最主要并不是為了復(fù)用父類的代碼，組合也可以完成代碼的復(fù)用，而繼承更多是表現(xiàn)出一種類與類之間的關(guān)系，這種關(guān)系就是子類是父類的一種類型，也就是經(jīng)常提到的"is-a"關(guān)系。而這種關(guān)系正是多態(tài)存在的前提。
由于導(dǎo)出類復(fù)用了父類的接口（具有相同的方法），同一個消息可以發(fā)送給這些不同的導(dǎo)出類，使得相同的接口具有不同的行為表現(xiàn)。
借用《Java編程思想》的簡單例子
class Instrument {
public void play(Note n) {
System.out.println("Instrument.play()");
}
}
class Wind extends Instrument {
public void play(Note n) {
System.out.println("Wind()");
}
}
class Violin extends Instrument {
public void play(Note n) {
System.out.println("Violin()");
}
}
public class Music {
public static void tune(Instrument i) {
i.play(Note.MIDDLE_C);
}
public static void main(String[] args) {
Wind flute = new Wind();
tune(flute);
Violin violin = new Violin();
tune(violin);
}
}
在上面的例子中，Wind類和Violin類是Instrument類的導(dǎo)出類，有其獨特的play方法實現(xiàn)。Music.tune()方法中調(diào)用的是Instrument類的play方法。只需要給tune方法傳入Instrument類或其導(dǎo)出類，Java就會根據(jù)Instrument類的實際類型使用對應(yīng)的play方法。同一個play方法，根據(jù)對象的類型具有不同的實現(xiàn)。
綜合來看，在OOP中，多態(tài)的“同一個東西”就是指有同一個父類的同一個方法，而“不同的形態(tài)”是說這些子類的方法可以有自己不同的實現(xiàn)。
繼承是多態(tài)的前提，并且是其實現(xiàn)的條件。
類型解耦
程序設(shè)計語言中多態(tài)的作用與自然語言的非常相似。
多態(tài)的本質(zhì)在于消除了類型之間的耦合。簡而言之，即一個類的代碼改變盡量少影響另外一個類。如同上文闡述的自然語言中字與字之間的解耦。不希望一個類的改變導(dǎo)致另外一個類的改變，從而使得整個代碼都大幅度的的改動。
使用在上一節(jié)中的代碼例子，就是希望Music類中的tune方法是一個不受具體樂器而改變的方法，不想為了每一種具體的樂器都特地寫一個tune方法，如tune(Violin)，tune(Wind)等等，只需要一個tune(Instrument)即可。
通過類型的解耦，使得改變的事物與不變的事物區(qū)別開來，不管新增還是減少樂器，都是使用Music.tune方法。
而之所以可以解耦，原因在于將what與how區(qū)別出來。Music.tune表示的是what，僅僅是一個抽象的概念，正如“洗”本身是一個抽象的“洗”。而具體的how，則由更細節(jié)的子類來表達，正如“洗車”中的“洗”。
通過多態(tài)，程序?qū)⒆兊酶蓴U展，代碼也變得更加的簡練。
后期綁定
在程序設(shè)計
多態(tài)是如何做到區(qū)別不同的子類型，調(diào)用正確的方法呢？
public static void tune(Instrument i) {
i.play(Note.MIDDLE_C);
}
在tune方法中，它只接受一個Instrument類的引用。但是實際上編譯器如何知道這個Instrument引用指向的具體對象呢？是指向Violin對象還是Wind對象呢？實際上Java編譯器無法得知，只能是在運行時得知。
實際上這個過程稱為綁定，也就是將方法和一個方法主體（對象）關(guān)聯(lián)起來。多態(tài)的實現(xiàn)依賴于后期綁定，即在運行時根據(jù)對象的類型進行綁定。后期綁定的“后期”與“前期”是一個相對的概念，區(qū)別在于是運行前還是運行時。
并非所有的都是多態(tài)
并非所有的東西都能是多態(tài)。正如在自然語言中，并非所有的字都會有多義。例如“人”，人的本意只能表達人類這種動物，并不會用來表示其他的動物或者事物，除非是后來的引申義。而往往謂詞，可以有多義，如上文提及的“洗”，是一個動詞。
在程序設(shè)計語言中，多態(tài)當然也有限制——多態(tài)只能是針對類的非static和final方法。換句話說，就是類的static和final方法以及類的域不能多態(tài)。private方法實際上是final方法，因此private方法也不能實現(xiàn)多態(tài)。
類域的多態(tài)并不是“多態(tài)”。域表示的是類的狀態(tài)數(shù)據(jù)，與自然語言中的體詞類似，狀態(tài)數(shù)據(jù)不可能有多個，例如boolean類型的成員變量只能是true或者false。如果子類的域和父類的域值發(fā)生了改變，那不是多義，而是值發(fā)生了變化。
final方法表示的是不可覆寫，自然就無法做到每個子類有不同的實現(xiàn)了。
static方法表示的該方法屬于類，而非對象。多態(tài)的根據(jù)具體子類調(diào)用不同的方法變得毫無意義，因為向上轉(zhuǎn)型后調(diào)用的總會是基類的方法。例如：
class Super {
public static staticMethod() {
System.out.println("Super static method");
}
}
class Sub extends Super {
public static staticMethod() {
System.out.println("Sub static method");
}
}
public class StaticMethodPolymorphismTest {
public static void main(String[] args) {
Super super = new Sub();
super.staticMethod();
}
}
這段代碼的輸出例子是"Super Static method"而不是"Sub static method"。原因很簡單，static方法是屬于類的，所以調(diào)用staticMethod方法肯定是調(diào)用Super類，而非Sub類。順帶一提，在實踐中，不建議使用對象實例來調(diào)用static方法，而是直接使用類來調(diào)用靜態(tài)方法，可以減少混淆，如：
Super.staticMethod();
構(gòu)造器中的多態(tài)陷阱
值得一提的是，如果在多態(tài)中使用多態(tài)，很可能會造成一些意想不到的問題。這是因為在構(gòu)造器初始化的時候，導(dǎo)出類的數(shù)據(jù)還沒有構(gòu)造完畢，如果多態(tài)的方法使用了導(dǎo)出類的數(shù)據(jù)，會造成意想不到的問題。
借用《Java編程思想》的簡單例子。
class Glyph {
void draw() {
System.out.println("Glyph.draw");
}
public Glyph() {
System.out.println("Glyph before draw()");
draw();
System.out.println("Glyph after draw()");
}
}
class RoundGlyph extends Glyph {
private int radius = 1;
void draw() {
System.out.println("RoundGlyph.draw(), radiu = " + radius);
}
public RoundGlyph(int radius) {
this.radius = radius;
System.out.println("RoundGlyph.RoundGlyph(), radius = " + radius);
}
}
public class PolyConstructors {
public static void main(String[] args) {
new RoundGlyph(5);
}
}
輸出結(jié)果是：
Glyph before draw()
RoundGlyph.draw(), radiu = 0
Glyph after draw()
RoundGlyph.RoundGlyph(), radius = 5
在調(diào)用RoundGlyph構(gòu)造器時，會首先隱式地調(diào)用Glyph構(gòu)造器。在Glyph方法中會調(diào)用draw方法，而由于后期綁定，Java會調(diào)用RoundGlyph的draw方法。RoundGlyph的draw方法會使用到radius成員變量，而由于此時radius成員變量值只是初始化的零值，所以就打印出來0了。
所以多態(tài)并不建議在構(gòu)造器中使用，我們甚至建議在構(gòu)造器中盡可能簡單地初始化對象，唯一安全使用的就是final方法。
結(jié)束
從根本上來說，OOP中的多態(tài)消除了類型之間的耦合，使得“變”與“不變”區(qū)別開來，提高了程序的可擴展性，使得代碼更可讀和更可維護，是面向?qū)ο笾械幕咎匦浴?/p>
