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JAVA裏向上轉型有什麽意義?為什麽會需要向上轉型?它和多態有什麽關系?

問題的由來:

首先是方法的參數是父類對象,傳入子類對象是否可行

然後引出Parent p = new Children();

這句代碼不是很理解,google的過程中引出向上轉型

要理解向上轉型又引出了動態綁定

從動態綁定又引出了靜態綁定

程序綁定的概念:

綁定指的是壹個方法的調用與方法所在的類(方法主體)關聯起來。對java來說,綁定分為靜態綁定和動態綁定;或者叫做前期綁定和後期綁定

靜態綁定:

在程序執行前方法已經被綁定,此時由編譯器或其它連接程序實現。例如:C。

針對java簡單的可以理解為程序編譯期的綁定;這裏特別說明壹點,java當中的方法只有final,static,private和構造方法是前期綁定

動態綁定:

後期綁定:在運行時根據具體對象的類型進行綁定。

若壹種語言實現了後期綁定,同時必須提供壹些機制,可在運行期間判斷對象的類型,並分別調用適當的方法。也就是說,編譯器此時依然不知道對象的類型,但方法調用機制能自己去調查,找到正確的方法主體。不同的語言對後期綁定的實現方法是有所區別的。但我們至少可以這樣認為:它們都要在對象中安插某些特殊類型的信息。

動態綁定的過程:

虛擬機提取對象的實際類型的方法表;

虛擬機搜索方法簽名;

調用方法。

關於綁定相關的總結:

在了解了三者的概念之後,很明顯我們發現java屬於後期綁定。在java中,幾乎所有的方法都是後期綁定的,在運行時動態綁定方法屬於子類還是基類。但是也有特殊,針對static方法和final方法由於不能被繼承,因此在編譯時就可以確定他們的值,他們是屬於前期綁定的。特別說明的壹點是,private聲明的方法和成員變量不能被子類繼承,所有的private方法都被隱式的指定為final的(由此我們也可以知道:將方法聲明為final類型的壹是為了防止方法被覆蓋,二是為了有效的關閉java中的動態綁定)。java中的後期綁定是有JVM來實現的,我們不用去顯式的聲明它,而C++則不同,必須明確的聲明某個方法具備後期綁定。

java當中的向上轉型或者說多態是借助於動態綁定實現的,所以理解了動態綁定,也就搞定了向上轉型和多態。

前面已經說了對於java當中的方法而言,除了final,static,private和構造方法是前期綁定外,其他的方法全部為動態綁定。而動態綁定的典型發生在父類和子類的轉換聲明之下:

比如:Parent p = new Children();

其具體過程細節如下:

1:編譯器檢查對象的聲明類型和方法名。假設我們調用x.f(args)方法,並且x已經被聲明為C類的對象,那麽編譯器會列舉出C類中所有的名稱為f的方法和從C類的超類繼承過來的f方法

2:接下來編譯器檢查方法調用中提供的參數類型。如果在所有名稱為f 的方法中有壹個參數類型和調用提供的參數類型最為匹配,那麽就調用這個方法,這個過程叫做“重載解析”

3:當程序運行並且使用動態綁定調用方法時,虛擬機必須調用同x所指向的對象的實際類型相匹配的方法版本。假設實際類型為D(C的子類),如果D類定義了f(String)那麽該方法被調用,否則就在D的超類中搜尋方法f(String),依次類推

上面是理論,下面看幾個示例(示例來自網絡):

Java代碼

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public class Father {

public void method() {

  System.out.println("父類方法,對象類型:" + this.getClass());

}

}

public class Son extends Father {

public static void main(String[] args) {

  Father sample = new Son();//向上轉型

  sample.method();

}

}

聲明的是父類的引用,但是執行的過程中調用的是子類的對象,程序首先尋找子類對象的method方法,但是沒有找到,於是向上轉型去父類尋找

Java代碼

public class Son extends Father {

public void method() {

  System.out.println("子類方法,對象類型:" + this.getClass());

}

public static void main(String[] args) {

  Father sample = new Son();//向上轉型

  sample.method();

}

}

由於子類重寫了父類的method方法,根據上面的理論知道會去調用子類的method方法去執行,因為子類對象有method方法而沒有向上轉型去尋找

前面的理論當中已經提到了java的綁定規則,由此可知,在處理java類中的成員變量時,並不是采用運行時綁定,而是壹般意義上的靜態綁定。所以在向上轉型的情況下,對象的方法可以找到子類,而對象的屬性還是父類的屬性。

代碼如下:

Java代碼

public class Father {

protected String name="父親屬性";

public void method() {

  System.out.println("父類方法,對象類型:" + this.getClass());

}

}

public class Son extends Father {

protected String name="兒子屬性";

public void method() {

  System.out.println("子類方法,對象類型:" + this.getClass());

}

public static void main(String[] args) {

  Father sample = new Son();//向上轉型

  System.out.println("調用的成員:"+sample.name);

}

}

結論,調用的成員為父親的屬性。

這個結果表明,子類的對象(由父類的引用handle)調用到的是父類的成員變量。所以必須明確,運行時(動態)綁定針對的範疇只是對象的方法。

現在試圖調用子類的成員變量name,該怎麽做?最簡單的辦法是將該成員變量封裝成方法getter形式。

代碼如下:

Java代碼

public class Father {

protected String name = "父親屬性";

public String getName() {

  return name;

}

public void method() {

  System.out.println("父類方法,對象類型:" + this.getClass());

}

}

public class Son extends Father {

protected String name="兒子屬性";

public String getName() {

  return name;

}

public void method() {

  System.out.println("子類方法,對象類型:" + this.getClass());

}

public static void main(String[] args) {

  Father sample = new Son();//向上轉型

  System.out.println("調用的成員:"+sample.getName());

}

}

結果:調用的是兒子的屬性

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