第16篇:探究 Java 动态绑定机制和 this 的本质

简介: 🌼 ① 当在类 ClassOne 的 test 方法的参数列表的第一个参数的前面增加一个参数 (ClassOne classOne)的时候,你会看到 main 方法中 classOne.test(1, 2); 语句的报错(如下图)。这一报错非常容易理解,ClassOne 类中的 test 方法需要3个参数,而调用 test 方法的时候只传入了两个参数,不报错才怪😏。

零、this 的本质

🍀 this 的本质是一个隐藏的(若不写也会默认存在)、位置最靠前方法参数 【这句话好重要】

在这里插入图片描述

看下面的代码:

class ClassOne {
   public int num0 = 520;

   public void test(int num1, int num2) {
       System.out.println(num0 + num1 + num2);
   }
}


public class ThisTheory {
   public static void main(String[] args) {
       ClassOne classOne = new ClassOne();
       classOne.test(1, 2); // 523
   }
}

我们对上面的代码做下面的操作,看看会发生什么?

🌼 ① 当在类 ClassOnetest 方法的参数列表的第一个参数的前面增加一个参数 (ClassOne classOne)的时候,你会看到 main 方法中 classOne.test(1, 2); 语句的报错(如下图)。这一报错非常容易理解, ClassOne 类中的 test 方法需要 3个参数,而调用 test 方法的时候只传入了两个参数,不报错才怪😏。
在这里插入图片描述
🌼 ② 把上面的操作中添加的参数的参数名修改为 this,你会发现:不报错,并且代码可以正常运行😀(如下图)。【说明: this 的本质的确是一个隐藏的方法参数
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述

🌼 ③ 把【ClassOne this】移动到其他参数之后(不作为参数列表的第一个参数),你会发现:又报错了
在这里插入图片描述
这次报错有一个很友好的报错信息【The receiver should be the first parameter这个接受者应该是第一个参数。【说明:this 的本质的确是一个位置最靠前的方法参数

在这里插入图片描述


再看下面的代码:

    class ClassOne {
        public int num0 = 520;

        public void test(int num1, int num2) {
            // test()_this: com.gq.ClassOne@1540e19d
            System.out.println("test()_this: " + this);
            System.out.println(num0 + num1 + num2);
        }
    }

    public class ThisTheory {
        public static void main(String[] args) {
            ClassOne cls1 = new ClassOne();

            // main()_cls1: com.gq.ClassOne@1540e19d
            System.out.println("\nmain()_cls1: " + cls1);
            cls1.test(1, 2); // 523
        }
    }
🌼 ① 在 main 方法中打印了调用 test 方法的对象的引用【 cls1】;在 test 方法中打印了 this
🌼 ② 可以看到的是: 调用 test 方法的对象的引用【 cls1】和 test 方法中的 this 指向的是同一个对象
🌼 你可以记这样一个结论: 调用实例方法的时候,会把调用该方法的对象的引用作为参数传到该方法的第一个参数中。而最终调用该方法的对象的引用的值会被传给该方法的的隐藏的,位置最靠前的 this 参数

一定要记住:🍀 this 的本质是一个隐藏的位置最靠前方法参数


一、看一个简单的关于多态的例子

💜 上一节详细说明了【 this 的本质是一个隐藏的、位置最靠前的方法参数】,这个结论在后面会使用到,请牢记。

看下面这个简单的关于多态的例子, 思考它的打印结果:

class A {
    public int i = 1;

    public int sum1() {
        return getI() + 2;
    }

    public int sum2() {
        return i + 2;
    }

    public int getI() {
        return i;
    }
}

/**
 * B 类继承 A 类
 */
class B extends A {
    public int i = 3;

    public int sum1() {
        return getI() + 3;
    }

    public int sum2() {
        return i;
    }

    public int getI() {
        return i + 3;
    }
}

public class DynamicBinding {
    public static void main(String[] args) {
        A a = new B();
        System.out.println("main_a.i: " + a.i);
        System.out.println("main_a.sum1: " + a.sum1());
        System.out.println("main_a.sum2: " + a.sum2());
    }
}
🌱 上面的代码并不难,只涉及【多态】的相关知识,下面通过代码注释解释一下:
public class DynamicBinding {
    public static void main(String[] args) {
        // 父类类型的引用 a 指向子类(B)对象【向上转型】
        // a 的编译类型是【A】; a 的运行类型是【B】
        A a = new B();

        // 访问 a 指向的对象的属性, 实际上是访问 a 的编译类型的属性
        // a 的编译类型是【A】, 【A】中的 i 属性的值是【1】
        // 所以打印结果是: main_a.i: 1
        System.out.println("main_a.i: " + a.i);

        // 用 a 调用方法 sum1: 从 a 的运行类型【B】开始找 sum1 方法
        // 若【B】中有 sum1 方法就调用【B】中的 sum1 方法
        // 否则调用 a 的运行类型的父类型中的 sum1 方法
        // 在本案例中【B】中存在 sum1 方法, 所以调用【B】中的 sum1 方法
        // 最终打印结果是:main_a.sum1: 9
        System.out.println("main_a.sum1: " + a.sum1());

        // 此处和调用【a.sum1()】是一样的
        // 最终的打印结果是:main_a.sum2: 3
        System.out.println("main_a.sum2: " + a.sum2());
    }
}

二、对上面案例的提升

看下面的代码, 思考打印结果:

class A {
    public int i = 1;

    public int sum() {
        return getI() + i;
    }

    public int getI() {
        return i;
    }
}

/**
 * B 类继承 A 类
 */
class B extends A {
    public int i = 3;

    public int getI() {
        return i + 3;
    }
}

public class DynamicBinding {
    public static void main(String[] args) {
        A a = new B();
        // 思考下面的代码的打印结果?
        System.out.println("main_a.sum: " + a.sum());
    }
}
☃️ ① a 的运行类型是【B】, a.sum()的时候会把 a 传递给 sum()的第一个参数
☃️ ② 进入 sum()后的代码如下图红圈所示:
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
☃️ ③ 上图中的 thisa 指向的是同一个对象
☃️ ④ a 的运行类型是 B,所以调用 this.getI()是从 B 中开始找 getI()方法,当 B 中找不到的时候,才在 B 的父类型中找。本案例中, B 中是有 getI()方法的,所以调用的是 B 中的 getI()方法。调用后的结果是: 6
☃️ ⑤ thisa 是一样的, a 的编译类型是 A,所以 this 的编译类型也是 A
☃️ ⑥ this.i 就类似 a.ia.i 的值是 1,所以 this.i 的值是: 1
☃️ ⑦ 最终调用 sum()的值是: 7

三、动态绑定机制

🥤 1、调用实例方法的时候,该方法会和该对象(或称该对象的引用)绑定

🌱 调用实例方法的时候,该方法会和该对象的内存地址(运行类型)绑定

🥤 2、调用对象属性的时候,没有动态绑定机制,那里声明,那里使用

class A {
    public int i = 1;

    public int sum() {
        return getI() + i;
    }

    public int getI() {
        return i;
    }
}

/**
 * B 类继承 A 类
 */
class B extends A {
    public int i = 3;

    public int getI() {
        return i + 3;
    }
}

public class DynamicBinding {
    public static void main(String[] args) {
        A a = new B();
        // main_a.sum: 7
        System.out.println("main_a.sum: " + a.sum());
    }
}
🌱 上面代码的运行结果也可通过【动态绑定机制】分析出来
🌱 调用 sum 方法的时候,sum 方法会和 a 的运行类型绑定
🌱 在 sum 方法内部调用 getI() 方法的时候调用的就是 a 的运行类型中的方法,或 a 的运行类型的父类型的方法(先从子类开始找,子类找不到才在父类中找)
🌱 调用属性没有动态绑定机制,所以 a.i的值就是 A 类中的 1

四、多态的引用

多态数组

🍀 数组的定义类型为父类类型,里面保存的实际元素的类型为子类类型或数组定义的类型。

🍀 编写程序要求:创建1个 Person 对象、2个 Student 对象和2个 Teacher 对象和一个 Person[] 类型的数组。把之前创建的 Person 对象、Student 对象、Teacher 对象统一放在Person[]数组 中,并调用每个对象的show()方法。Teacher 类中有一独特的 teach 方法,Student 类中有一独特的 study 方法。编写代码,让 Teacher 对象和 Student 对象可以调用它们独特的方法。

非常简单,代码如下:

class Person {
    private String name;
    private int age;

    public Person(String name, int age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

    public int getAge() {
        return age;
    }

    public String show() {
        return "Person_" + name + "_" + age;
    }
}

class Student extends Person {
    private double score;

    public Student(String name, int age, double score) {
        super(name, age);
        this.score = score;
    }

    public String show() {
        return "Student_" + getName() + "_" + getAge() + "_" + score;
    }

    public void study() {
        System.out.println(getName() + "_" + "study()");
    }
}

class Teacher extends Person {
    private double money;

    public Teacher(String name, int age, double money) {
        super(name, age);
        this.money = money;
    }

    public String show() {
        return "Teacher_" + getName() + "_" + getAge() + "_" + money;
    }

    public void teach() {
        System.out.println(getName() + "_" + "teach()");
    }
}


public class PolyArray {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建一个多态数组
        Person[] persons = new Person[5];
        persons[0] = new Person("张思瑞", 12);
        persons[1] = new Student("张浩男", 15, 99.5);
        persons[2] = new Student("庆医", 16, 100);
        persons[3] = new Teacher("李世民", 26, 12032);
        persons[4] = new Teacher("安静然", 25, 6600);

        // 遍历后, 调用 show 方法
        for (Person person : persons) {
            if (person instanceof Student) {
                ((Student) person).study();
            } else if ((person instanceof Teacher)) {
                ((Teacher) person).teach();
            }
            System.out.println(person.show());
        }

        /*
            output:
                Person_张思瑞_12
                张浩男_study()
                Student_张浩男_15_99.5
                庆医_study()
                Student_庆医_16_100.0
                李世民_teach()
                Teacher_李世民_26_12032.0
                安静然_teach()
                Teacher_安静然_25_6600.0
         */
    }
}

这篇文章涉及了很多我自己的想法,若有错误请不吝赐教!

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