面向对象修炼手册（三）（行为与多态）（Java宝典）

本文主要是介绍面向对象修炼手册（三）（行为与多态）（Java宝典），希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！

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前言

行为

1 静态行为和动态行为

1.1 静态类和动态类

1.2 静态方法与动态方法

1.2.1 静态方法与动态方法区别

1.2.2 静态方法与动态方法的优缺点

1.2.3 静态方法与动态方法的方法绑定

1.3 静态类型与动态类型

多态

1. 重载、重写、重定义

1.1 重写（覆盖、改写、重置、覆写）

1.2 重载

1.2.1 重载解析

1.3 重定义

1.3.1 重定义解析

2 概念

3 特点

总结

前言

目前我们已经讨论了类以及对象，又进一步区分了对象和实例的区别。在此基础上，又研究了面向对象编程的思想——利用对象及消息机制解决问题、完成编程。

有了这样大框架作为基础，我们可以知道面向对象编程中最主要的东西就两个——1、对象；2、消息传递。消息传递的机制我们已经有了较为深入的研究（这一块并不复杂）。

接下来，我们要深入研究的是对象：包括对象的生成、对象的组织、对象的行为等

面向对象技术最主要的就是在研究对象的事情。

后面的设计模式和设计原则对应的就是对象的创建、组织和行为

既然是研究对象的事情，我们自然要先研究对象的三大性质——继承、多态、封装。只有我们深入理解了对象的三大性质才有后面的对象生成、组织与行为研究

行为

行为：在这里的含义就是具体的操作，研究行为就是研究面向对象中的一系列相同操作的集合（强调的是做法——如何做，并不强调这个行为是作用在哪个对象上）

另一种理解方式：

静态行为：静态化

动态行为：动态化

可以把这两个行为作用在不同对象上，产生不同类型的对象

例如：作用在类上形成静态类和动态类；作用在方法上形成静态方法和动态方法；作用在类型上形成静态类型和动态类型；作用在绑定方法上形成静态绑定方法、动态绑定方法

行为分为：静态行为和动态行为

1 静态行为和动态行为

1.1 静态类和动态类

变量的静态类是指用于声明变量的类。静态类在编译时就确定下来，并且再也不会改变（才class中就固定的，不再改变）

变量的动态类指与变量所表示的当前数值相关的类。动态类在程序的执行过程中，当对变量赋新值时可以改变。表示直到运行时绑定于对象的属性或特征（在main中可以由程序员自己设置，在运行时才确定类中的具体属性和特征）

1.2 静态方法与动态方法

1.2.1 静态方法与动态方法区别

静态方法在程序初始化后会一直贮存在内存中，不会被垃圾回收器回收
非静态方法只在该类初始化后贮存在内存中，当该类调用完毕后会被垃圾回收器收集释放（与类同生命周期）
静态方法在初始化类时初始化，并分配内存；动态方法只有先创建类的实例对象后，才能调用动态方法（静态方法属于类，动态方法属于具体的对象）
静态方法实在类装载的时候就加载的，可以直接用类名调用，不必实例化。动态方法，是在由具体的类的对象的时候由对象调用的（静态方法类和对象都可调用，动态方法只有对象调用）
静态方法在访问本类的成员时，只容许访问静态成员（即静态成员变量和静态方法），而不容许访问实例成员变量和实例方法；实例方法则无此限制（静态方法的限制）

1.2.2 静态方法与动态方法的优缺点

静态方法好处：对对象的共享数据进行单独空间的存储，节省空间。没有必要每一个对象都存一份。可以直接被类名调用

静态方法坏处：生命周期过长。访问出现局限性。（静态虽好，只能访问静态）

1.2.3 静态方法与动态方法的方法绑定

方法绑定含义：

绑定消息和响应消息的消息选择器（也就是响应消息的代码）

静态方法绑定：

静态绑定（前期绑定）是指：在程序运行前就已经知道这个消息的接收器是哪个，在编译的时候就可以连接到类的中，定位到这个方法。

在Java中，final、private、static修饰的方法以及构造函数都是静态绑定的，不需程序运行，不需具体的实例对象就可以知道这个方法的具体内容

理解：这个方法如果只有一份，不会重复也不会被修改，那么在编译时就可以直接绑定

动态方法绑定：

在运行时根据具体对象的类型进行绑定。

若一种语言实现了后期绑定，同时必须提供一些机制，可在运行期间判断对象的类型，并分别调用适当的方法。也就是说，编译器此时依然不知道对象的类型，但方法调用机制能自己去调查，找到正确的方法主体。不同的语言对后期绑定的实现方法是有所区别的

1.3 静态类型与动态类型

• 动态类语言与静态类型语言之间的差异在于变量或数值是否具备类型这种特性

• 静态类型语言，类型在编译时绑定于变量。

• 动态类型语言（有时也称为非类型语言， untyped language ），类型决定于数值，而与变量无关。

• 变量仅仅代表一个名称。

• 在程序执行期间，不仅变量所代表的数值可以改变，而且变量所代表的类型也可以改变

• 讨论的焦点：实现高效性还是实现灵活性。

多态

多态的定义：当变量/方法的动态行为和静态行为不一致时，就出现了所谓的多态

1. 重载、重写、重定义

1.1 重写（覆盖、改写、重置、覆写）

定义：子类重写父类的方法

出现场景：父类和子类之间

特点：父类和子类方法名、参数、返回值类型都相同

方法绑定：根据调用这个方法的对象的类型来确定绑定哪个方法

多态：多态体现在完全相同的两个函数整体指代不同的代码实现

public class FatherOverride {public void f() {System.out.println("father f()");}public static void main(String[] args) {FatherOverride o = new Derived();o.f(); // 输出: derived f()}
}class Derived extends FatherOverride {@Overridepublic void f() {System.out.println("derived f()");}
}

采用多态技术的优点：
引进多态技术之后，尽管子类的对象千差万别，但都可以采用父类引用.方法名([参数])　统一方式来调用，在程序运行时能根据子对象的不同得到不同的结果。这种“以不变应万变”的形式可以规范、简化程序设计，符合软件工程的“一个接口，多种方法”思想。

向上转型：子类本质是一种特殊的父类。当把一个子类对象赋值给一个父类引用变量时，子类对象会被自动向上转型，同时失去一些子类独有的方法（在类的层次结构中，父类在上子类在下）

向上转型的例子：

class Animal {
public void speak() {
System.out.println("Animal speaks??");
}
}class Dog extends Animal {
public void speak() {
bark();
}
public void bark() {
System.out.println("Dog barks!");
}
}class Bird extends Animal {
public void speak() {
}
public void twitter() {
System.out.println("Bird twitters!");
}
}

输出：

向下转型：做出数值是否属于指定类的决定之后，通常下一步就是将这一数值的类型由父类转换为子类。这一过程称为向下造型，或者反多态，因为这一操作所产生的效果恰好与多态赋值的效果相反。

例子：

class Person { 
public void fun1() { System.out.println(“1.Person{fun1()}”); } 
public void fun2() { System.out.println(“2.Person{fun2()}”); }}  
class Student extends Person //继承了父类//Person，自然继承了方法fun1、fun2
public void fun1() { //覆写了父类中的方法fun1() System.out.println(“3.Student{fun1()}”);  } 
public void fun3() { System.out.println(“4.Student{fun3()}”); } 
}  
class TestJavaDemo2 { public static void main(String[] args) { Person p = new Person(); //父类对象由自身实例化 Student s = (Student)p; //将p对象向下转型 p.fun1();  p.fun2();} }

运行结果：

这里编译无错是因为：检查在编译时发生，范围和方式与静态绑定相同（根据变量类型）

运行出错是因为：发生动态绑定，运行时绑定实质对象（Person），但是运行时发现类型是Student

1.2 重载

定义：在同一个类定义中有多个同名的方法，但是方法的形参不同。调用时根据形参的不同调用不同的方法

出现场景：同一个类中

特点：同一个类中；方法名相同；方法形参不同

方法绑定：在编译时就绑定

多态：多态体现在同一个函数名能够指代多个过程

重载解析是在编译阶段执行

重写解析是在运行阶段执行

1.2.1 重载解析

重载解析就是指编译器在解析重载函数时的流程

方法如下：

• 1) 找到所有可能进行调用的方法，亦即，各个参数（实参）可以合法地赋值给各个参数类型（形参）的所有方法。如果找到一个在调用时可以完全匹配所使用的参数类型的方法，那么就执行这个方法。

• 2) 对于第一步所产生的集合中的方法，两两进行比较，如果一个方法的 所有参数类型 都可以赋值给另外一个方法，那么就将第二个方法从集合中移走。

• 重复以上操作，直至无法实现进一步的缩减为止。

• 3) 如果只剩下一个方法，那么这个方法就非常明确了，调用这个方法即可。如果剩余的方法不止一个，那么调用就产生歧义了，此时编译器将报告错误。

重载解析小练习：

题目描述：

void order (Dessert d, Cake c);
void order (Pie p, Dessert d);
void order (ApplePie a, Cake c);

结果：

order (aDessert, aCake);//执行方法一
order (anApplePie , aDessert);//执行方法二
order (aDessert , aDessert);//错误
order (anApplePie , aChocolateCake);//执行方法三
order (aPie , aCake);//错误
order (aChocolateCake, anApplePie );//错误
order (aChocolateCake, aChocolateCake);//执行方法一
order (aPie , aChocolateCake);//错误

1.3 重定义

定义：在子类定义了一个和父类具有相同名称但是函数签名不同的方法时，发生重定义（父子类中函数名相同、签名也相同叫做重写；同一个类中函数名相同、签名不同叫做重载）

出现场景：父类和子类之间

特点：父子类；方法名相同；方法形参不同

多态：多态体现在同一个函数名能够指代多个过程

1.3.1 重定义解析

两种不同的技术解析重定义：融和模型和分级模型

融合模型

Java使用融合模型，对所有可能的方法进行检测，选择最匹配的方案

class Parent {public void example (int a){System.out.println(“in parent method”);}
}
class Child extends Parent {public void example (int a,int b){System.out.println(“in child method”);}
}//main方法中：
Child aChild = new Child();
aChild.example(3);//用parent
aChild.example(3,4);//用child