Java运行时绑定探讨

本文深入探讨了Java中的运行时绑定(动态绑定)机制,包括其工作原理、调用过程,以及在向上转型情况下的应用示例。此外,还讨论了静态绑定在成员变量上的表现,强调了运行时绑定仅适用于对象方法的调用。

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本文探讨Java运行时(动态)绑定机制。

运行时绑定也叫动态绑定,它是一种调用对象方法的机制。Java调用对象方法时,一般采用运行时绑定机制。

1Java的方法调用过程

  • 编译器查看对象的声明类型和方法名(对象变量的声明类型)。通过声明类型找到方法列表。

  • 编译器查看调用方法时提供的参数类型。

  • 如果方法是private、static、final或者构造器,编译器就可以确定调用那个方法。这是静态绑定。

  • 如果不是上述情况,就要使用运行时(动态)绑定。在程序运行时,采用动态绑定意味着:虚拟机将调用对象实际类型所限定的方法。

2.运行时(动态)绑定的过程

  • 虚拟机提取对象的实际类型的方法表;

  • 虚拟机搜索方法签名;

  • 调用方法。

注意,这里说的是对象的实际类型。即在多态的情况下,虚拟机可以找到所运行对象的真正类型。

3.在向上转型情况下的动态绑定示例

public class Father {

    public void method() {

       System.out.println("父类方法,对象类型:" + this.getClass());

    }

}

public class Son extends Father {

    public static void main(String[] args) {

       Father sample = new Son();//向上转型

       sample.method();

    }

}

结果1:

父类方法,对象类型:class samples.Son

这个结果没有疑问,声明的是父类的引用(句柄),但准确的调用了子类的对象,调用method,在子类中没有该方法,所以去父类中寻找到并调用之。

现在修改子类,重写(override)method方法。

public class Son extends Father {

    public void method() {

       System.out.println("子类方法,对象类型:" + this.getClass());

    }

   

    public static void main(String[] args) {

       Father sample = new Son();//向上转型

       sample.method();

    }

}

结果2:

子类方法,对象类型:class samples.Son

这个结果也是意料之中的。调用method时,在子类中寻找到了该方法,所以直接调用之。

4.静态绑定成员变量

在处理Java类中的成员变量时,并不是采用运行时绑定,而是一般意义上的静态绑定。所以在向上转型的情况下,对象的方法可以“找到”子类,而对象的属性还是父类的属性。

现在再进一步变化,在父类和子类中同时定义和赋值同名的成员变量name,并试图输出该变量的值。

public class Father {

    protected String name="父亲属性";

   

    public void method() {

       System.out.println("父类方法,对象类型:" + this.getClass());

    }

}

public class Son extends Father {

    protected String name="儿子属性";

   

    public void method() {

       System.out.println("子类方法,对象类型:" + this.getClass());

    }

   

    public static void main(String[] args) {

       Father sample = new Son();//向上转型

       System.out.println("调用的成员:"+sample.name);

    }

}

结果3:

调用的成员:父亲属性

这个结果表明,子类的对象(由父类的引用handle)调用到的是父类的成员变量。所以必须明确,运行时(动态)绑定针对的范畴只是对象的方法。

现在试图调用子类的成员变量name,该怎么做?最简单的办法是将该成员变量封装成方法getter形式。

public class Father {

    protected String name = "父亲属性";

    public String getName() {

       return name;

    }

    public void method() {

       System.out.println("父类方法,对象类型:" + this.getClass());

    }

}

public class Son extends Father {

    protected String name="儿子属性";

   

    public String getName() {

       return name;

    }

   

    public void method() {

       System.out.println("子类方法,对象类型:" + this.getClass());

    }

   

    public static void main(String[] args) {

       Father sample = new Son();//向上转型

       System.out.println("调用的成员:"+sample.getName());

    }

}

结果4:

调用的成员:儿子属性

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