Java多态和动态绑定

最新推荐文章于 2023-10-18 18:58:41 发布

义无反顾xk

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分类专栏：重温Java 文章标签：多态性

本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/xkfanhua/article/details/80561955

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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。

请看一个例子：

public class Demo {

	public static void main(String[] args) {
		Animal animal=new Animal();//实例化一个Animal对象
		animal.say();
		
		animal=new Cat();//实例化子类对象
		animal.say();
		
		animal=new Dog();//实例化子类对象
		animal.say();
		
	}

}
class Animal {
	//动物的叫声
	public void say(){
		System.out.println("不知道该怎么叫");
	}
}
class Cat extends Animal {
	//猫的叫声
	public void say(){
		System.out.println("喵喵喵~");
	}
public void s(){
		
	}
}
class Dog extends Animal{
	//狗的叫声
	public void say(){
		System.out.println("汪汪汪~");
	}
}

运行结果：
不知道该怎么叫
喵喵喵~

汪汪汪~

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，animal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，animal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。

再比如说我们人类，我们人类也可以有多态性，人的职业可以是教师，可以是医生，可以是农民，可以是学生，也可以是司机等，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：

首先检查父类中是否有该方法，如果没有，则编译错误；如果有，则检查子类是否覆盖了该方法。
如果子类覆盖了该方法，就调用子类的方法，否则调用父类方法。

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 "食物";
    }
}

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：
我是一个小动物，正在吃食物
我是一只小猫咪，正在吃鱼

我是一只狗狗，正在吃骨头

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。

动态绑定

为了理解多态的本质，下面讲一下Java调用方法的详细流程。

编译器查看对象的声明类型和方法名，这样，编译器就获得了所有可能被调用的候选方法列表。
接下来，编译器将检查调用方法时提供的参数签名。
如果方法的修饰符是private，static，final，或者是构造方法，编译器将可以准确的知道应该调用哪个方法，我们将这种调用方式称为静态绑定。
当程序运行时，并且采用动态绑定调用方法时，JVM一定会调用与 animal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 animal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。

在运行的时候，调用animal.say()方法的过程如下：