Java中的多態如何適用於這種一般情況（帶參數的方法）？

Question

我有一般情況的代碼：

public class A {
    public String show(A obj) {
        return ("A and A");
    }
}

public class B extends A {
    public String show(B obj) {
        return ("B and B");
    }

    public String show(A obj) {
        return ("B and A");
    }
}

public class C extends B {

}

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        A a = new B();
        B b = new B();
        C c = new C();

        System.out.println("1--" + a.show(b));
        System.out.println("2--" + a.show(c));     
    }
}

結果是：

1--B and A
2--B and A

我知道Java中存在從高到低的優先級鏈：

this.show(O), super.show(O), this.show((super)O), super.show((super)O)

我的理解如下：

在這段代碼中：

A a = new B()

發生了一場騷亂。 A是父類引用，B是子父類引用。 編譯並運行代碼時，子父類引用確定如何選擇方法。 在這種情況下，選擇B類中的show(A) 。

還需要多態性必須滿足：所選方法應包含在父類定義中。

有人可以對顯示的結果做出更詳細的解釋嗎？

Answer 1

為了得到結果B and A兩次的原因，你需要知道這有兩個部分：編譯和運行時。

匯編

遇到語句a.show(b) ，編譯器會采取以下基本步驟：

1. 查看在（ a ）上調用該方法的對象並獲取其聲明的類型。 這種類型是A
2. 在A類及其所有超類型中，列出名為show的所有方法。 編譯器只會找到show(A) 。 它沒有查看B或C中的任何方法。
3. 從找到的方法列表中，選擇與參數（ b ）最匹配的方法（如果有）。 show(A)將接受b ，因此選擇此方法。

傳遞c的第二個調用也會發生同樣的事情。 前兩個步驟是相同的​​，第三步將再次找到show(A)因為只有一個，它也匹配參數c 。 因此，對於您的兩個調用，其余過程都是相同的。

一旦編譯器弄清楚它需要什么方法，它將創建一個字節碼指令invokevirtual ，並將解析后的方法show(A)作為它應該調用的方法（如Eclipse中所示，打開.class ）：

invokevirtual org.example.A.show(org.example.A) : java.lang.String [35]

運行

運行時，當它最終到達invokevirtual時，還需要執行幾個步驟。

1. 獲取調用該方法的對象（此時已經在堆棧中），這是a 。
2. 查看此對象的實際運行時類型。 由於a = new B() ，此類型為B
3. 查看B並嘗試找到方法show(A) 。 由於B覆蓋它，因此找到此方法。 如果不是這種情況，它會查找超類（ A和Object ），直到找到這樣的方法。 重要的是要注意它只考慮show(A)方法，例如。 從未考慮過來自B show(B) 。
4. 運行時現在將從B調用方法show(A) ，給出String B and A作為結果。

有關這方面的更多細節在invokevirtual的規范中給出：

如果已解析的方法不是簽名多態（第2.9節），則invokevirtual指令如下進行。

設C為objectref的類。 要調用的實際方法由以下查找過程選擇：

如果C包含一個覆蓋（§5.4.5）已解析方法的實例方法m的聲明，則m是要調用的方法，並且查找過程終止。

否則，如果C具有超類，則使用C的直接超類遞歸地執行相同的查找過程; 要調用的方法是遞歸調用此查找過程的結果。

否則，引發AbstractMethodError。

對於您的示例， objectref是a ，其類是B並且已解析的方法是來自invokevirtual （ show(A)來自A ）

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tl：dr - 編譯時確定要調用的方法，運行時確定從哪里調用它。

Answer 2

我認為你的問題涉及另一個主題 - 區分對象和參考。 來自Certified Professional SE 8 Programmer II：在Java中，所有對象都通過引用訪問，因此作為開發人員，您永遠無法直接訪問對象本身的內存。 但是，從概念上講，您應該將對象視為存儲在內存中的實體，由Java運行時環境分配。 無論您在內存中對象的引用類型如何，對象本身都不會更改。 例如，由於所有對象都繼承java.lang.Object，因此可以將它們全部重新分配給java.lang.Object，如以下示例所示：

Lemur lemur = new Lemur();
Object lemurAsObject = lemur;

盡管已經為Lemur對象分配了具有不同類型的引用，但對象本身並未更改，並且仍然作為內存中的Lemur對象存在。 那么，改變的是我們使用lemurAsObject引用訪問Lemur類中的方法的能力。 如果沒有明確的回歸Lemur，正如您將在下一節中看到的那樣，我們無法再訪問對象的Lemur屬性。

我們可以用以下兩個規則來總結這個原則：

1. 對象的類型確定內存中對象中存在哪些屬性。
2. 對象引用的類型確定Java程序可以訪問哪些方法和變量。

Answer 3

在您的示例A a = new B() ， a是多態引用 - 可以將不同對象指向類層次結構的引用（在這種情況下，它是對類型B對象的引用，但也可以用作對類A對象，它是對象層次結構中的最頂層）。

至於你要問的具體行為：

為什么B在輸出中打印？

將通過引用變量調用哪個特定show(B obj)方法取決於它在某個時間點保持的對象的引用。 也就是說：如果它持有對B類對象的引用，那么將調用該類的方法（這是你的情況），但如果它指向類A的對象，則會調用該對象的引用。 這解釋了為什么B在輸出中打印。

層次）。

為什么and A打印在輸出中？

具有相同名稱但簽名不同的子類中的方法稱為方法重載 。 它使用靜態綁定，這意味着在編譯時綁定適當的方法。 編譯器不知道對象的運行時類型。

因此，在這種情況下， A類的 show(A obj)將受到約束。 然而，當該方法將在運行時實際上是調用，從類它的實現B將被調用（ show(A obj)從類B ），這就是為什么你看到B and A ，而不是A and A輸出。

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invokevirutal參考（執行虛方法時調用的JVM指令） ：

如果已解析的方法不是簽名多態（第2.9節），則invokevirtual指令如下進行。

設C為objectref的類。 要調用的實際方法由以下查找過程選擇：

如果C包含一個覆蓋（§5.4.5）已解析方法的實例方法m的聲明，則m是要調用的方法，並且查找過程終止。

否則，如果C具有超類，則使用C的直接超類遞歸地執行相同的查找過程; 要調用的方法是遞歸調用此查找過程的結果。

否則，引發AbstractMethodError。

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對於a.show(c) ，適用與B相同的規則，因為C沒有重載任何方法，而是直接從B繼承。

編輯：

逐步解釋為什么a.show(c)打印B and A ：

1. 編譯器將對象a識別為對類A對象的objectref （編譯時）
2. 因為a是A類型，所以綁定方法A::show(A obj) 。
3. 當代碼實際執行時（即在對象a ）上調用show()方法，運行時會識別a多態指向B類對象的引用（因為A a = new B() ）（運行時）
4. 因為C extends B ，運行時會像處理b.show(c) （或b.show(b) a.show(c)一樣處理b.show(c) ），所以在這種情況下使用B::show(A obj)但是到位的obj類型的對象B被使用。 這就是打印“B和A”的原因。

Answer 4

您的參考類型是A而A只有一個方法show(A obj)已在B重寫並打印B and A ，這就是為什么你總是得到B and A打印。