《java基础知识》Java多态和动态绑定
在Java中,父类的变量可以引用父类的实例,也可以引用子类的实例。 请读者先看一段代码: public class Demo { public static void main(String[] args){ Animal obj = new Animal(); obj.cry(); obj = new Cat(); obj.cry(); obj = new Dog(); obj.cry(); } } class Animal{ // 动物的叫声 public void cry(){ System.out.println("不知道怎么叫"); } } class Cat extends Animal{ // 猫的叫声 public void cry(){ System.out.println("喵喵~"); } } class Dog extends Animal{ // 狗的叫声 public void cry(){ System.out.println("汪汪~"); } } 运行结果: 上面的代码,定义了三个类,分别是 Animal、Cat 和 Dog,Cat 和 Dog 类都继承自 Animal 类。obj 变量的类型为 Animal,它既可以指向 Animal 类的实例,也可以指向 Cat 和 Dog 类的实例,这是正确的。也就是说,父类的变量可以引用父类的实例,也可以引用子类的实例。注意反过来是错误的,因为所有的猫都是动物,但不是所有的动物都是猫。 可以看出,obj 既可以是人类,也可以是猫、狗,它有不同的表现形式,这就被称为多态。多态是指一个事物有不同的表现形式或形态。 再比如“人类”,也有很多不同的表达或实现,TA 可以是司机、教师、医生等,你憎恨自己的时候会说“下辈子重新做人”,那么你下辈子成为司机、教师、医生都可以,我们就说“人类”具备了多态性。 多态存在的三个必要条件:要有继承、要有重写、父类变量引用子类对象。 当使用多态方式调用方法时: 从上面的例子可以看出,多态的一个好处是:当子类比较多时,也不需要定义多个变量,可以只定义一个父类类型的变量来引用不同子类的实例。请再看下面的一个例子: public class Demo { public static void main(String[] args){ // 借助多态,主人可以给很多动物喂食 Master ma = new Master(); ma.feed(new Animal(),new Food()); ma.feed(new Cat(),new Fish()); ma.feed(new Dog(),new Bone()); } } // Animal类及其子类 class Animal{ public void eat(Food f){ System.out.println("我是一个小动物,正在吃" + f.getFood()); } } class Cat extends Animal{ public void eat(Food f){ System.out.println("我是一只小猫咪,正在吃" + f.getFood()); } } class Dog extends Animal{ public void eat(Food f){ System.out.println("我是一只狗狗,正在吃" + f.getFood()); } } // Food及其子类 class Food{ public String getFood(){ return "事物"; } } class Fish extends Food{ public String getFood(){ return "鱼"; } } class Bone extends Food{ public String getFood(){ return "骨头"; } } // Master类 class Master{ public void feed(Animal an,Food f){ an.eat(f); } } 运行结果: Master 类的 feed 方法有两个参数,分别是 Animal 类型和 Food 类型,因为是父类,所以可以将子类的实例传递给它,这样 Master 类就不需要多个方法来给不同的动物喂食。
假设调用 obj.func(param),obj 为 Cat 类的对象。需要注意的是,有可能存在多个名字为func但参数签名不一样的方法。例如,可能存在方法 func(int) 和 func(String)。编译器将会一一列举所有 Cat 类中名为func的方法和其父类 Animal 中访问属性为 public 且名为func的方法。 这样,编译器就获得了所有可能被调用的候选方法列表。
如果在所有名为func的方法中存在一个与提供的参数签名完全匹配的方法,那么就选择这个方法。这个过程被称为重载解析(overloading resolution)。例如,如果调用 func("hello"),编译器会选择 func(String),而不是 func(int)。由于自动类型转换的存在,例如 int 可以转换为 double,如果没有找到与调用方法参数签名相同的方法,就进行类型转换后再继续查找,如果最终没有匹配的类型或者有多个方法与之匹配,那么编译错误。 这样,编译器就获得了需要调用的方法名字和参数签名。
与此对应的是,调用的方法依赖于对象的实际类型, 并在运行时实现动态绑。例如调用 func("hello"),编泽器将采用动态绑定的方式生成一条调用 func(String) 的指令。 4)当程序运行,并且釆用动态绑定调用方法时,JVM一定会调用与 obj 所引用对象的实际类型最合适的那个类的方法。我们已经假设 obj 的实际类型是 Cat,它是 Animal 的子类,如果 Cat 中定义了 func(String),就调用它,否则将在 Animal 类及其父类中寻找。 每次调用方法都要进行搜索,时间开销相当大,因此,JVM预先为每个类创建了一个方法表(method lable),其中列出了所有方法的名称、参数签名和所属的类。这样一来,在真正调用方法的时候,虚拟机仅查找这个表就行了。在上面的例子中,JVM 搜索 Cat 类的方法表,以便寻找与调用 func("hello") 相匹配的方法。这个方法既有可能是 Cat.func(String),也有可能是 Animal.func(String)。注意,如果调用super.func("hello"),编译器将对父类的方法表迸行搜索。 假设 Animal 类包含cry()、getName()、getAge() 三个方法,那么它的方法表如下: 实际上,Animal 也有默认的父类 Object(后续会讲解),会继承 Object 的方法,所以上面列举的方法并不完整。 假设 Cat 类覆盖了 Animal 类中的 cry() 方法,并且新增了一个方法 climbTree(),那么它的参数列表为: 在运行的时候,调用 obj.cry() 方法的过程如下: 参考:https://www.jianshu.com/p/044bbf518995
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