让你怀疑人生的重载和重写的区别

内容90%翻译修改自https://software.rajivprab.com/2019/08/14/nuances-of-overloading-and-overriding-in-java/

如果你认为你对java的重载和重写已经很了解了，那么我想通过下面的例子你可能会感到怀疑人生了。如果你能完全回答对下面的题目，那我觉得你真的非常非常牛X了。

单一调度

class Parent {
  void print(String a) { log.info("Parent - String"); }
  void print(Object a) { log.info("Parent - Object"); }
}
 
class Child extends Parent {
  void print(String a) { log.info("Child - String"); }
  void print(Object a) { log.info("Child - Object"); }
}

下面将会打印什么？

String string = "";
Object stringObject = string;
 
// 打印什么？
Child child = new Child();
child.print(string);
child.print(stringObject);
 
Parent parent = new Child();
parent.print(string);
parent.print(stringObject);

答案：

child.print(string);        // 打印: "Child - String"
child.print(stringObject);  // 打印: "Child - Object"
 
parent.print(string);       // 打印: "Child - String"
parent.print(stringObject); // 打印: "Child - Object"

print(string)和 parent.print(string)是 Java 面向对象程序设计的教科书示例。被调用的方法取决于实际的实例类型，而不是声明的实例类型。例如，无论你将变量定义为 Child 还是 Parent，因为实际的实例类型是 Child，都将调用 Child: : print。

第二组则更为复杂，因为都是完全相同的字符串。唯一的区别是字符串被声明为 String，而 stringObject 被声明为 Object。在处理方法参数时，重要的是参数的声明类型，而不是它的实际类型。即使实际参数类型是 String，也会调用 print (Object)

隐式重写

class Parent {
  void print(Object a) { log.info("Parent - Object"); }
}
 
class Child extends Parent {
  void print(String a) { log.info("Child - String"); }
}

打印什么？

String string = "";
Parent parent = new Child();
parent.print(string);

答案：

parent.print(string);  // 打印: "Parent - Object"

实际的实例类型是 Child，声明的参数类型是 String，我们确实有一个为 Child: : print (String)定义的方法。实际上，这正是在前一个示例中调用 parent.print (string)时选择的内容。但是，这并不是在这里调用的方法。

在检查子类重写之前，Java 似乎首先选择要调用哪个方法。在这种情况下，声明的实例类型是 Parent，Parent 中唯一匹配的方法是 Parent: : print (Object)。然后，当 Java 检查 Parent: : print (Object)的任何潜在重写时，它没有找到任何重写，因此这就是执行的方法。

显式重写

class Parent {
  void print(Object a) { log.info("Parent - Object!"); }
  void print(String a) { throw new RuntimeException(); }
}
 
class Child extends Parent {
  void print(String a) { log.info("Child - String!"); }
}

打印什么？

String string = "";
Parent parent = new Child();
parent.print(string);

答案:

parent.print(string);  // 打印: "Child - String!"

这个示例与前面的示例之间的唯一区别是，我们添加了一个新的 Parent: : print (String)方法。这个方法实际上从来没有被执行过——如果它运行了，它会抛出一个异常！然而，它的存在使 Java 执行了一个不同的方法。

在计算 Parent.print (String)时，运行时现在找到一个匹配的 Parent: : print (String)方法，然后看到这个方法被 Child: : print (String)重写。

模糊参数

class Foo {
  void print(Cloneable a) { log.info("I am cloneable!"); }
  void print(Map a) { log.info("I am Map!"); }
}

下面打印的是什么？

HashMap cloneableMap = new HashMap();
Cloneable cloneable = cloneableMap;
Map map = cloneableMap;
 
// What gets printed?
Foo foo = new Foo();
foo.print(map);
foo.print(cloneable);
foo.print(cloneableMap);

答案：

foo.print(map);           // 打印: "I am Map!"
foo.print(cloneable);     // 打印: "I am cloneable!"
foo.print(cloneableMap);  // 编译不通过

与单一调度示例类似，这里重要的是参数的声明类型，而不是实际类型。另外，如果有多个方法对于给定的参数同样有效，Java会抛出一个编译错误，并强制你指定应该调用哪个方法。

多重继承-接口

interface Father {
  default void print() { log.info("I am Father!"); }
}
 
interface Mother {
  default void print() { log.info("I am Mother!"); }
}
 
class Child implements Father, Mother {}

下面打印的是什么？

new Child().print();

与前面的示例类似，这个示例也编译不通过。具体地说，Child 的类定义本身将无法编译，因为在 Father 和 Mother 中存在冲突的缺省方法。你需要修改 Child 类指定 Child: : print 的行为。

多重继承-类和接口

class ParentClass {
  void print() { log.info("I am a class!"); }
}
 
interface ParentInterface {
  default void print() { log.info("I am an interface!"); }
}
 
class Child extends ParentClass implements ParentInterface {}

打印什么？

new Child().print();

答案：

new Child().print();  // 打印: "I am a class!"

如果类和接口之间存在继承冲突，那么类方法优先。

传递性重写

class Parent {
  void print() { foo(); }
  void foo() { log.info("I am Parent!"); }
}
 
class Child extends Parent {
  void foo() { log.info("I am Child!"); }
}

打印什么？

new Child().print();

答案：

new Child().print();  // 打印: "I am Child!"

重写方法甚至对传递调用也会生效，阅读 Parent 类的人可能认为 Parent: : print 总是会调用 Parent: : foo。但是如果该方法被重写，那么 Parent: : print 将调用重写后的 foo ()版本。

私有重写

class Parent {
  void print() { foo(); }
  private void foo() { log.info("I am Parent!"); }
}
 
class Child extends Parent {
  void foo() { log.info("I am Child!"); }
}

打印什么？

new Child().print();

答案：

new Child().print();  // 打印: "I am Parent!"

除了一点不同之外，这个与前一个例子完全相同。现在将 Parent.foo()声明为 private。因此，当 Parent.print()调用 foo()时，不管子类中是否存在 foo()的其他实现，也不管调用 print()的实例的实际类型如何。

静态重写

class Parent {
  static void print() { log.info("I am Parent!"); }
}
 
class Child extends Parent {
  static void print() { log.info("I am Child!"); }
}

打印什么？

Child child = new Child();
Parent parent = child;
 
parent.print();
child.print();

答案:

parent.print(); // 打印: "I am Parent!"
child.print();  // 打印: "I am Child!"

Java 不允许重写静态方法。如果在父类和子类中定义了相同的静态方法，那么实例的实际类型根本不重要。只有声明的类型用于确定调用两个方法中的哪一个。

这是使用@override注解标记所有重写方法的另一个原因。在上面的例子中，在向 Child: : print 添加注解时，你会得到一个编译错误，告诉你由于方法是静态的，因此无法重写该方法。

静态链接

class Parent {
  void print() { staticMethod(); instanceMethod(); }
  static void staticMethod() { log.info("Parent::staticMethod"); }
  void instanceMethod() { log.info("Parent::instanceMethod"); }
}
 
class Child extends Parent {
  static void staticMethod() { log.info("Child::staticMethod"); }
  void instanceMethod() { log.info("Child::instanceMethod"); }
}

打印什么？

Child child = new Child();
child.print();

答案：

Parent::staticMethod
Child::instanceMethod

这是我们之前讨论过的一些不同概念的组合。例如，即使调用方位于父方法中，重写也会生效。但是，对于静态方法，即使变量的声明类型是 Child，也要调用 Parent: : staticMethod，因为有中间 print ()方法。

总结

如果说有什么值得注意的地方，那就是继承非常非常棘手，而且很容易出错。

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