一、前言 :
在java 面向对象三大特性——继承篇中,我们说过java 中查找方法的顺序为 : 本类方法—>父类方法—>更高一级的父类—>......Object(顶层父类) 。然而,在某些情况下,这样的原则也会被凌驾。今天我们要说的java动态绑定机制,就是这样一个区别于继承机制的例外。
二、特点 :
- 当通过对象的形式调用方法时,该方法会和堆内存中真正的该对象——的内存地址绑定,且这种绑定关系会贯穿方法的执行全过程。这就是所谓的“动态绑定机制”。
- 当通过对象的形式调用属性时,不存在动态绑定机制,符合继承机制——即java中查找变量的顺序 : 局部变量—>成员变量—>父类—>更高的父类—>......—>Object 。
三、演示 :
1.准备工作 :
up以Father类为父类,Son类为子类(仅用作演示,无实际意义)。以TestBinding为测试类。还是老规矩,为了代码简洁,up这次将Father类和Son类写在了TestBinding类的源文件中。(PS : 其实不应该把测试类和子父类放一块儿的,但是动绑机制需要更直观地对比才好理解,就先这么干了)。
注意,我们要怎么测试动态绑定机制呢?别急,先来看看代码情况 :
up首先在Father类和Son类定义同名的成员变量temp,并且在子父类中各自给出temp变量的获取方法——即temp的getter方法——getTemp();。然后,分别在父类和子类定义两个关于temp变量的计算方法add_temp() 和 add_temp_EX() ,相当于Son类重写了父类这两个方法。其中 : 父类的add_temp() 方法和子类的add_temp_EX()方法中要调用getTemp()方法。最后,在测试类中利用多态的方式调用这两个方法。
TestBinding类,Father类,以及Son类代码如下 :
packageknowledge.polymorphism.auto_bind; publicclassTestBinding { /** 测试类 */publicstaticvoidmain(String[] args) { //建立多态关系Fatherfather=newSon(); System.out.println(father.add_temp()); System.out.println(father.add_temp_EX()); } } classFather { /** 父类 *///父类的成员变量inttemp=5; //父类temp变量的getter方法publicintgetTemp() { returntemp; } //父类的两个关于计算temp变量的成员方法//方法一publicintadd_temp() { returngetTemp() +10; } //方法二publicintadd_temp_EX() { returntemp+10; } } classSonextendsFather { /** 子类 *///子类的成员变量(与父类成员变量同名)inttemp=11; //子类temp变量的getter方法publicintgetTemp() { returntemp; } //子类的两个关于计算temp变量的成员方法//方法一publicintadd_temp() { returntemp+100; } //方法二publicintadd_temp_EX() { returngetTemp() +1000; } }
2.开始测试 :
① 在测试类中,有两条输出语句,是通过父类引用调用成员方法。我们知道,根据多态中成员方法的使用规则——编译看左,运行看左:父类引用,说明编译类型是父类类型,而父类中定义了这两个方法,因此编译没问题,可调用;又因为多态关系——父类引用此时指向了子类对象,因此运行类型为子类,子类重写了父类的这两个方法,当然要优先调用子类中的方法。
所以我们来看,当前情况下,子类add_temp() 方法返回的是temp + 100,根据java中属性的查找原则,现在该方法内并没有定义temp局部变量,且子类定义了自己的temp成员变量,因此返回的“temp + 10”中,temp = 11。所以调用第一个方法最后的返回结果是111。
调用第二个方法 : 同理,子类add_temp()_EX 方法返回的是getTemp() + 1000,本类getTemp() 方法又返回了本类的temp变量。所以调用第二个方法最后的返回结果是1011。
运行结果如下 :
② 看完演示①之后,可能就要有p小将(personable小将,指风度翩翩的人)出来说理了 : 这tm(题目)演示的不就是继承篇讲得那一回事儿吗,看不出哪儿来的动态绑定机制😅?(挑刺儿)
p小将你先别急,讲东西总是要铺垫的嘛。这不就来了?现在,我们在演示①的基础上,注释掉子类的add_temp() 方法,如下图所示 :
大家注意,本来我是优先调用子类的add_temp() 方法,但是现在它被注释掉了,没法儿用!因此,根据继承机制,现在要去调用父类的add_temp() 方法。up先把父类和子类的代码截图放下面,方便大家思考,就不用往上翻了,如下图 :
没错,现在我们要去调用父类的add_temp() 方法了,但是问题来了 : 父类的add_temp() 方法中调用了getTemp() 方法,那这时候的getTemp() 方法是用谁的呢?
这里就是一个初学者大概率犯错误的地方,如果没有了解过动态绑定机制,它们会想当然的认为 : 现在执行的是Father类中的add_temp() 方法,根据java中查找方法的原则,当然是使用Father类本类的getTemp() 方法了!所以,最后的返回值就是5 + 10 = 15,输出15。但是真的是如此吗 ?
运行结果如下 :
输出结果表明父类add_temp() 方法最后返回的不是5 + 10,而是11 + 10,这表明add_temp() 方法中调用的getTemp() 方法是子类中的getTemp() 方法。为什么呢?
原因就是我们说的动态绑定机制,由于测试类中是通过father引用来调用方法,而它指向的对象是Son类对象。根据动态绑定机制,在调用add_temp() 方法时,father引用已经和它指向的对象绑定了,并且这种绑定关系会贯穿方法执行的全过程。因此,这里调用的getTemp() 方法是子类的方法,而不是父类的。
③ 我们在演示②的基础下,把子类的add_temp_EX() 方法也给注释掉,如下图所示 :
与演示②同理,由于子类重写的add_temp_EX() 方法被注释掉,因此要使用父类的add_temp_EX() 方法。up还是将Father类代码和Son类代码的截图给大家放下面,就不用再往上翻了,如下图所示 :
那么问题又来了 : 此时调用add_temp_EX() 方法,返回的究竟是5 + 10呢,还是11 + 10呢?
相信大家现在就没啥疑问了,前面我们说了 : 调用属性时,不存在动态绑定机制,符合继承机制。因此,根据Java中查找属性的原则,这里的temp变量肯定是Father类本类的temp成员变量,也就是5。所以,最后输出的结果自然是5 + 10 = 15。
运行结果如下 :
四、练习 :
课堂练习 : (找朋友问题)
1.现在有父类People类,以及它的子类Friends类,测试类为Find_friend类。与我们上述演示中的代码类似:People类和Friends类中各自定义了同名变量name,并赋予不同的初值;子父类中分别给出name变量的获取方法——即name的getter方法——getName();。然后,分别在父类和子类给出两个不同的用于拼接字符串的方法find_friends() 和 find_friends_EX(),最后在测试类中建立People—friends类的多态关系,在输出语句中利用People类引用分别调用这两个方法,问 : 最后的输出结果分别是什么 ?
Find_friend类,People类,以及Friends类代码如下 :
packageknowledge.polymorphism.auto_bind; publicclassFind_friend { /** 测试类:找朋友类 */publicstaticvoidmain(String[] args) { //多态Peoplepeople=newFriends(); System.out.println("普通版找朋友,找到了谁————"+people.make_friends()); System.out.println("牛逼版找朋友,找到了谁————"+people.make_friends_EX()); } } classPeople { /** 父类:People类 *///父类的name变量Stringname="刻晴"; //父类name的getter方法publicStringgetName() { returnname; } //父类的两个拼接字符串方法//方法一publicStringmake_friends() { returngetName() +" and "+"琪亚娜"; } //方法二publicStringmake_friends_EX() { returnmake_friends() +" and "+"周杰伦"; } } classFriendsextendsPeople { /** 子类:Friends类 *///子类同名变量Stringname="吴京"; //子类name的getter方法publicStringgetName() { returnname; } //子类的两个拼接字符串方法(相当于重写了父类的这两个方法)//方法一publicStringmake_friends() { returnsuper.getName(); } //方法二publicStringmake_friends_EX() { returnsuper.make_friends_EX() +" and "+name; } }
老规矩,up还是把子父类的代码截图给大家放下面,便于大家思考,如下图所示 :
答案 : (输出结果如下 : )
讲解 :
由于People类引用指向了Friends类对象,因此构成了People类—Friends类之间的多态关系。根据多态关系中成员方法的使用规则,编译类型是People类,而People类中定义了这两个找朋友方法,因此编译没问题,方法可调用;又因为子类重写了父类的两个找朋友方法,且没有被注释,因此优先使用Friends中的找朋友方法。
来看第一个方法的调用:首先找到子类的make_friends() 方法,返回的是super关键字指定的getName() 方法,即父类的getName() 方法;父类的getName() 方法中直接返回了name属性,而我们上面就讲了,调用属性时,不存在动态绑定机制,符合继承机制,父类定义了自己的name属性,因此getName() 方法最后返回的是"刻晴",所以make_friends() 方法最后返回的是"刻晴"。
来看第二个方法的调用:首先找到子类的make_friends_EX()方法,返回的是父类的make_friends_EX() 方法返回的内容——加上一个字符串" and "——加上一个name变量。好滴,我们一个一个来看,父类的make_friends_EX() 方法的返回值与子类的make_friends_EX() 方法类似,也是一个字符串拼接的形式。但是注意,动态绑定机制来了。由于是通过对象的形式来调用的该方法,所以people引用会和堆内存中真正的Friends类对象的地址值绑定,并贯穿方法执行的全过程。
因此,父类的make_friends_EX() 方法中返回的第一个值——即make_friends() 方法的返回值——应该是调用子类的make_friends() 方法后的返回值,而子类的make_friends() 方法不就是我们刚才解释的第一个方法的调用么,返回的值是"刻晴"。因此,父类的make_friends_EX() 方法最后返回的值就是"刻晴 and 周杰伦"。我们再回到一开始的子类的make_friends_EX() 方法,name的值即本类的name属性的值"吴京"。所以make_friends_EX() 方法最后返回的是"刻晴 and 周杰伦 and 吴京"。
五、结束:
🆗,我们的动绑机制就说到这里,大家一定要牢记动绑机制的两大特点。感谢阅读!
最后再给大家抛出一个问题吧,在上面的练习中,如果注释掉子类的两个找朋友方法,那最后的输出结果分别又是什么呢?大家可以思考一下。