Java学习手册：多态的实现机制（重载和覆盖）

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一、多态的实现机制

多态是面向对象程序设计中代码重用的一个重要机制，它表示当同一个操作作用在不同对象时，会有不同的语义，从而会产生不同的结果。在Java中，多态主要有以下两种表现方式：

（1）方法的重载（overload）
重载是指同一个类中有多个同名的方法，但这些方法有着不同的参数，因此在编译时就可以确定到底调用哪个方法，它是一种编译时多态。重载可以被看做一个类中的方法多态性。

（2）方法的覆盖（override）
子类可以覆盖父类的方法，因此同样的方法会在父类与子类中有着不同的表现形式。在Java语言中，基类的引用变量不仅可以指向基类的实例对象，也可以指向其子类的实例对象。同样，接口的引用变量也可以指向其实现的实例对象。而程序调用的方法在运行期才动态绑定，就是引用变量所指向的具体实例对象的方法，也就是内存里正在运行的那个对象的方法，而不是引用变量的类型中定义的方法。通过这种动态绑定的方法实现了多态。由于只有在运行时才能确定调用哪个方法，因此通过方法覆盖实现的多态也可以被称为运行时多态。示例如下：

package com.haobi;
/*
 * Oberride Demo(覆盖)
 */
class Base{
	public Base() {
		g();
	}
	public void f() {
		System.out.println("Base f()");
	}
	public void g() {
		System.out.println("Base g()");
	}
}
class Derived extends Base{
	public void f() {
		System.out.println("Derived f()");
	}
	public void g() {
		System.out.println("Derived g()");
	}
}
public class Test5 {
	public static void main(String[] args) {
		Base b = new Derived();
		b.f();
		b.g();
	}
}
//程序输出结果如下：
Derived g()
Derived f()
Derived g()

在上述程序中，由于子类Derived的f()方法和g()方法与父类Base的方法同名，因此Derived的方法会覆盖Base的方法。在执行Base b = new Derived()语句时，会调用Base类的构造函数，而在Base的构造函数中，执行了g()方法，由于Java语言的多态特征，此时会调用子类Derived的g()方法，而非父类Base()的g()方法，因此会输出Derived g()。由于实际创建的是Derived对象，后面的方法调用都会调用子类Derived的方法。

此外，只有类中的方法才有多态的概念，类中成员变量没有多态的概念。

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二、多态的意义

（1）同一类型的引用在指向不同的对象时有不同的实现——行为的多态

（2）同一个对象被造型为不同的类型时有不同的功能——对象的多态

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三、重载和覆盖的区别

重载（Overload）和覆盖（Override）是Java多态性的不同表现方式。

重载(Overload)：
同一个类中，方法名相同，参数列表不同。
遵循编译器绑定，根据参数类型绑定方法。

覆盖(Override)：
父子类中，方法名相同，参数列表相同。
遵循运行期绑定，根据对象的类型来调用方法。

区别点	重载	覆盖
单词	overload	override
定义	方法名称相同，参数的类型或个数不同	方法名称、参数类型、返回值类型全部相同
范围	发生在一个类中（和返回值类型以及返回值无关）	发生在继承中（两个类→父类和子类）

重载是在一个类中多态性的一种表现，是指在一个类中定义了多个同名的方法，它们或有不同的参数个数或有不同的参数类型。在使用重载时，需要注意以下几点：
（1）重载是通过不同的方法参数来区分的，例如不同的参数个数、不同的参数类型或不同的参数顺序。
（2）不能通过方法的访问权限、返回值类型和抛出的异常类型来进行重载。
（3）对于继承来说，如果基类方法的访问权限为private，那么就不能在派生类对其重载；如果派生类也定义了一个同名的函数，这只是一个新的方法，不会达到重载效果。

覆盖是指派生函数覆盖基类函数。覆盖一个方法并对其重写，以达到不同的作用。在使用覆盖时需要注意以下几点：
（1）派生类中的覆盖方法必须要和基类中被覆盖的方法有相同的函数名和参数。
（2）派生类中的覆盖方法的返回值必须和基类中被覆盖方法的返回值相同。
（3）派生类中的覆盖方法所抛出的异常必须和基类（或是其子类）中被覆盖的方法所抛出的异常一致。
（4）基类中被覆盖的方法不能为private，否则其子类只是定义了一个方法，并没有对其覆盖。

重载与覆盖的区别主要有以下几个方面：
（1）覆盖是子类和父类之间的关系，是垂直关系；重载是同一个类中方法之间的关系，是水平关系。
（2）覆盖只能由一个方法或只能由一对方法产生关系；重载是多个方法之间的关系。
（3）覆盖要求参数列表相同；重载要求参数列表不同。
（4）覆盖关系中，调用方法体是根据对象的类型（对象对应存储空间类型）来决定；而重载关系是根据调用时的实参表与形参表来选择方法体的。

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