内容 90%翻译修改自https://software.rajivprab.com/2019/08/14/nuances-of-overloading-and-overriding-in-java/
如果你认为你对 java 的重载和重写已经很了解了,那么我想通过下面的例子你可能会感到怀疑人生了。如果你能完全回答对下面的题目,那我觉得你真的非常非常牛 X 了。
单一调度
class Parent {
void print(String a) { log.info("Parent - String"); }
void print(Object a) { log.info("Parent - Object"); }
}
class Child extends Parent {
void print(String a) { log.info("Child - String"); }
void print(Object a) { log.info("Child - Object"); }
}
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下面将会打印什么?
String string = "";
Object stringObject = string;
// 打印什么?
Child child = new Child();
child.print(string);
child.print(stringObject);
Parent parent = new Child();
parent.print(string);
parent.print(stringObject);
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答案:
child.print(string); // 打印: "Child - String"
child.print(stringObject); // 打印: "Child - Object"
parent.print(string); // 打印: "Child - String"
parent.print(stringObject); // 打印: "Child - Object"
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print(string)和 parent.print(string)是 Java 面向对象程序设计的教科书示例。被调用的方法取决于实际的实例类型,而不是声明的实例类型。例如,无论你将变量定义为 Child 还是 Parent,因为实际的实例类型是 Child,都将调用 Child: : print。
第二组则更为复杂,因为都是完全相同的字符串。唯一的区别是字符串被声明为 String,而 stringObject 被声明为 Object。在处理方法参数时,重要的是参数的声明类型,而不是它的实际类型。即使实际参数类型是 String,也会调用 print (Object)
隐式重写
class Parent {
void print(Object a) { log.info("Parent - Object"); }
}
class Child extends Parent {
void print(String a) { log.info("Child - String"); }
}
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打印什么?
String string = "";
Parent parent = new Child();
parent.print(string);
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答案:
parent.print(string); // 打印: "Parent - Object"
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实际的实例类型是 Child,声明的参数类型是 String,我们确实有一个为 Child: : print (String)定义的方法。实际上,这正是在前一个示例中调用 parent.print (string)时选择的内容。但是,这并不是在这里调用的方法。
在检查子类重写之前,Java 似乎首先选择要调用哪个方法。在这种情况下,声明的实例类型是 Parent,Parent 中唯一匹配的方法是 Parent: : print (Object)。然后,当 Java 检查 Parent: : print (Object)的任何潜在重写时,它没有找到任何重写,因此这就是执行的方法。
显式重写
class Parent {
void print(Object a) { log.info("Parent - Object!"); }
void print(String a) { throw new RuntimeException(); }
}
class Child extends Parent {
void print(String a) { log.info("Child - String!"); }
}
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打印什么?
String string = "";
Parent parent = new Child();
parent.print(string);
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答案:
parent.print(string); // 打印: "Child - String!"
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这个示例与前面的示例之间的唯一区别是,我们添加了一个新的 Parent: : print (String)方法。这个方法实际上从来没有被执行过——如果它运行了,它会抛出一个异常!然而,它的存在使 Java 执行了一个不同的方法。
在计算 Parent.print (String)时,运行时现在找到一个匹配的 Parent: : print (String)方法,然后看到这个方法被 Child: : print (String)重写。
模糊参数
class Foo {
void print(Cloneable a) { log.info("I am cloneable!"); }
void print(Map a) { log.info("I am Map!"); }
}
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下面打印的是什么?
HashMap cloneableMap = new HashMap();
Cloneable cloneable = cloneableMap;
Map map = cloneableMap;
// What gets printed?
Foo foo = new Foo();
foo.print(map);
foo.print(cloneable);
foo.print(cloneableMap);
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答案:
foo.print(map); // 打印: "I am Map!"
foo.print(cloneable); // 打印: "I am cloneable!"
foo.print(cloneableMap); // 编译不通过
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与单一调度示例类似,这里重要的是参数的声明类型,而不是实际类型。另外,如果有多个方法对于给定的参数同样有效,Java 会抛出一个编译错误,并强制你指定应该调用哪个方法。
多重继承-接口
interface Father {
default void print() { log.info("I am Father!"); }
}
interface Mother {
default void print() { log.info("I am Mother!"); }
}
class Child implements Father, Mother {}
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下面打印的是什么?
与前面的示例类似,这个示例也编译不通过。具体地说,Child 的类定义本身将无法编译,因为在 Father 和 Mother 中存在冲突的缺省方法。你需要修改 Child 类指定 Child: : print 的行为。
多重继承-类和接口
class ParentClass {
void print() { log.info("I am a class!"); }
}
interface ParentInterface {
default void print() { log.info("I am an interface!"); }
}
class Child extends ParentClass implements ParentInterface {}
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打印什么?
答案:
new Child().print(); // 打印: "I am a class!"
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如果类和接口之间存在继承冲突,那么类方法优先。
传递性重写
class Parent {
void print() { foo(); }
void foo() { log.info("I am Parent!"); }
}
class Child extends Parent {
void foo() { log.info("I am Child!"); }
}
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打印什么?
答案:
new Child().print(); // 打印: "I am Child!"
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重写方法甚至对传递调用也会生效,阅读 Parent 类的人可能认为 Parent: : print 总是会调用 Parent: : foo。但是如果该方法被重写,那么 Parent: : print 将调用重写后的 foo ()版本。
私有重写
class Parent {
void print() { foo(); }
private void foo() { log.info("I am Parent!"); }
}
class Child extends Parent {
void foo() { log.info("I am Child!"); }
}
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打印什么?
答案:
new Child().print(); // 打印: "I am Parent!"
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除了一点不同之外,这个与前一个例子完全相同。现在将 Parent.foo()声明为 private。因此,当 Parent.print()调用 foo()时,不管子类中是否存在 foo()的其他实现,也不管调用 print()的实例的实际类型如何。
静态重写
class Parent {
static void print() { log.info("I am Parent!"); }
}
class Child extends Parent {
static void print() { log.info("I am Child!"); }
}
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打印什么?
Child child = new Child();
Parent parent = child;
parent.print();
child.print();
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答案:
parent.print(); // 打印: "I am Parent!"
child.print(); // 打印: "I am Child!"
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Java 不允许重写静态方法。如果在父类和子类中定义了相同的静态方法,那么实例的实际类型根本不重要。只有声明的类型用于确定调用两个方法中的哪一个。
这是使用 @override 注解标记所有重写方法的另一个原因。在上面的例子中,在向 Child: : print 添加注解时,你会得到一个编译错误,告诉你由于方法是静态的,因此无法重写该方法。
静态链接
class Parent {
void print() { staticMethod(); instanceMethod(); }
static void staticMethod() { log.info("Parent::staticMethod"); }
void instanceMethod() { log.info("Parent::instanceMethod"); }
}
class Child extends Parent {
static void staticMethod() { log.info("Child::staticMethod"); }
void instanceMethod() { log.info("Child::instanceMethod"); }
}
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打印什么?
Child child = new Child();
child.print();
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答案:
Parent::staticMethod
Child::instanceMethod
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这是我们之前讨论过的一些不同概念的组合。例如,即使调用方位于父方法中,重写也会生效。但是,对于静态方法,即使变量的声明类型是 Child,也要调用 Parent: : staticMethod,因为有中间 print ()方法。
总结
如果说有什么值得注意的地方,那就是继承非常非常棘手,而且很容易出错。
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