关于Java重载和动态绑定的问题

Question

在下面的代码中，第一个和第二个打印语句如何打印出SubObj？ 顶部和子指向同一个Sub类吗？

class Top {
    public String f(Object o) {return "Top";}
}

class Sub extends Top {
    public String f(String s) {return "Sub";}
    public String f(Object o) {return "SubObj";}
}

public class Test {
    public static void main(String[] args) {  
        Sub sub = new Sub();
        Top top = sub;
        String str = "Something";
        Object obj = str;


        System.out.println(top.f(obj));
        System.out.println(top.f(str));
        System.out.println(sub.f(obj));
        System.out.println(sub.f(str));
    }
}

以上代码返回以下结果。

SubObj
SubObj
SubObj
Sub

Answer 1

既然您已经了解了案例1,3和4，那么让我们解决案例2。

（请注意 - 我绝不是JVM或编译器内部工作方面的专家，但这是我理解它的方式。如果有人读这篇文章是JVM专家，请随时编辑这个答案，你可能会发现任何差异。）

子类中具有相同名称但签名不同的方法称为方法重载。 方法重载使用静态绑定，这基本上意味着在编译时强制适当的方法被“选择”（即绑定）。 编译器不知道对象的运行时类型（也就是实际类型）。 所以当你写：

                         // Reference Type  // Actual Type
    Sub sub = new Sub(); // Sub                Sub
    Top top = sub;       // Top                Sub

编译器只“知道”top是Top类型（也就是引用类型）。 所以当你后来写：

    System.out.println(top.f(str)); // Prints "subobj"

编译器“看到”调用'top.f'作为引用Top类的f方法。 它“知道”str是String类型，它扩展了Object。 因此，1）调用'top.f'引用Top类的f方法，2）类Top中没有f方法接受String参数，3）因为str是Object的子类，Top类的f方法是编译时唯一有效的选择。 因此编译器隐式地将str向上转换为其父类型Object，因此可以将其传递给Top的f方法。 （这与动态绑定形成对比，其中上述代码行的类型解析将推迟到运行时，由JVM而不是编译器解析。）

然后在运行时，在上面的代码行中，top被JVM向下转换为它的实际类型sub。 但是，参数str已由编译器向上转换为Object类型。 所以现在JVM必须在class sub中调用一个带有Object类型参数的f方法。

因此，上面的代码行打印“subobj”而不是“sub”。

有关另一个非常相似的示例，请参阅： Java动态绑定和方法覆盖

更新：发现这篇关于JVM内部工作原理的详细文章：

http://www.artima.com/underthehood/invocationP.html

我评论了你的代码，以便更清楚地了解发生了什么：

class Top {
    public String f(Object o) {return "Top";}
}

class Sub extends Top {
    public String f(String s) {return "Sub";} // Overloading = No dynamic binding
    public String f(Object o) {return "SubObj";} // Overriding = Dynamic binding
}

public class Test {
    public static void main(String[] args) {  

                                  // Reference Type     Actual Type
        Sub sub = new Sub();      // Sub                Sub
        Top top = sub;            // Top                Sub
        String str = "Something"; // String             String
        Object obj = str;         // Object             String

                                        // At Compile-Time:      At Run-Time:
        // Dynamic Binding
        System.out.println(top.f(obj)); // Top.f (Object)   -->  Sub.f (Object)

        // Dynamic Binding
        System.out.println(top.f(str)); // Top.f (Object)   -->  Sub.f (Object)

        // Static Binding
        System.out.println(sub.f(obj)); // Sub.f (Object)        Sub.f (Object)

        // Static Binding
        System.out.println(sub.f(str)); // Sub.f (String)        Sub.f (String)
    }
}

Answer 2

这是因为Java中的所有方法调用都是虚拟的 （默认情况下）。

也就是说，分辨率从实际对象 （不是表达式的类型 ）开始，并“继续”继承链（根据实际对象类型 ），直到找到第一个匹配方法。 非虚方法将从表达式开始 。 （将方法标记为final是非虚拟的。）

但是， 确切的方法签名是在编译时确定的 （Java不支持多分派，单分派仅在运行时基于接收者对象而变化） - 这解释了为什么Sub.f(String)导致“ Sub“，例如Top.f(String) ”绑定“匹配Top.f(Object)的方法，即使在Top类型的子类型上调用。 （这是在编译时确定的最佳合格签名）。 虚拟调度本身也是一样的。

快乐的编码。

Answer 3

这与对象的表观类型有关。 在编译时，Java根据您声明对象的类型而不是您实例化的特定类型进行类型检查。

你有一个类型Top与方法f（对象）。 所以当你说：

 System.out.println(top.f(obj));

Java编译器只关心对象top是Top类型，唯一可用的方法是将Object作为参数。 在运行时，它然后调用实际实例化对象的f（Object）方法。

下一个调用以相同的方式解释。

接下来的两个调用将被解释为您所期望的。

Answer 4

是的，他们都指向Sub类。 问题是top只知道

f(Object o)

它只能调用该签名。

但是sub知道两个签名并且必须通过参数类型进行选择。

Answer 5

在继承中，基类对象可以引用派生类的实例。

这就是Top top = sub; 效果很好。

1. 对于System.out.println(top.f(obj)); ：

   top对象尝试使用Sub类的f()方法。 现在Sub类中有两个f()方法，对传递的参数进行类型检查。 由于类型是Object因此调用Sub类的第二个f()方法。

2. 对于System.out.println(top.f(str)); ：

   您可以将其解释为（1），即类型为String以便调用第一个f()函数。

3. 对于System.out.println(sub.f(obj)); ：

   这很简单，因为您正在调用Sub类本身的方法。 现在因为Sub类中有两个重载方法，所以这里也会对传递的参数进行类型检查。 由于传递的参数是Object类型，因此调用第二个f()方法。

4. 对于System.out.println(sub.f(str)); ：

   与3.类似，这里传递的类型是String因此调用Sub类的第一个f()函数。

希望这可以帮助。

Answer 6

在

Sub sub = new Sub();
Top top = sub;

你创建了一个sub的实例，然后将它上传到顶部，这使得它只知道顶部存在的方法。 top中存在的方法是public String f(Object o) {return "Top";}

现在，该方法也被sub重载，因此当您创建sub的实例并将其向上转发时它将被调用。

另一种说法就是你得到了

sub type作为表观类型，但top作为实际类型，因为你指定了sub to top。 如果它重载实际类型，你将调用表观类型的方法，但你不能调用实际类型中不存在的任何方法