Java泛型编程与多态、重载的同与不同

简介: 从字节码看Java泛型编程与多态、重载的同于不同。

泛型编程

泛型编程在某些语言中也称之为模板编程,比如C++,所以在泛型编程中见到的那个T也就是Template的首字母。
来看一个泛型编程的简单样例。

public static void main(String[] args) {
    StringBuilder sb = new StringBuilder("Test template");
    System.out.println(foo(sb).toString());
}

public static <T> T foo(T t) {
    // bla bla bla
    return t;
}

泛型编程与多态

在面向对象的编程中还有一个概念叫多态,利用这种概念,我们可以将泛型编程中的T替换成所有对象的基类Object,这在某种程度上同样能够达到泛型编程所达到的效果,如下方代码所示。

public static void main(String[] args) {
    StringBuilder sb = new StringBuilder("Test template");
    System.out.println(foo(sb).toString());
    System.out.println(foo2(sb).toString());
}

public static <T> T foo(T t) {
    // bla bla bla
    return t;
}

public static Object foo2(Object o) {
    // bla bla bla
    return o;
}

那么这两种方法有什么区别吗?

我们来看看字节码。

public class template.Template {
  public template.Template();
    Code:
       0: aload_0
       1: invokespecial #1                  // Method java/lang/Object."<init>":()V
       4: return

  public static void main(java.lang.String[]);
    Code:
       0: new           #2                  // class java/lang/StringBuilder
       3: dup
       4: ldc           #3                  // String Test template
       6: invokespecial #4                  // Method java/lang/StringBuilder."<init>":(Ljava/lang/String;)V
       9: astore_1
      10: getstatic     #5                  // Field java/lang/System.out:Ljava/io/PrintStream;
      13: aload_1
      14: invokestatic  #6                  // Method foo:(Ljava/lang/Object;)Ljava/lang/Object;
      17: checkcast     #2                  // class java/lang/StringBuilder
      20: invokevirtual #7                  // Method java/lang/StringBuilder.toString:()Ljava/lang/String;
      23: invokevirtual #8                  // Method java/io/PrintStream.println:(Ljava/lang/String;)V
      26: getstatic     #5                  // Field java/lang/System.out:Ljava/io/PrintStream;
      29: aload_1
      30: invokestatic  #9                  // Method foo2:(Ljava/lang/Object;)Ljava/lang/Object;
      33: invokevirtual #10                 // Method java/lang/Object.toString:()Ljava/lang/String;
      36: invokevirtual #8                  // Method java/io/PrintStream.println:(Ljava/lang/String;)V
      39: return

  public static <T> T foo(T);
    Code:
       0: aload_0
       1: areturn

  public static java.lang.Object foo2(java.lang.Object);
    Code:
       0: aload_0
       1: areturn
}

foo方法调用时的字节码

14: invokestatic  #6                  // Method foo:(Ljava/lang/Object;)Ljava/lang/Object;
17: checkcast     #2                  // class java/lang/StringBuilder
20: invokevirtual #7                  // Method java/lang/StringBuilder.toString:()Ljava/lang/String;

foo2方法调用时的字节码

30: invokestatic  #9                  // Method foo2:(Ljava/lang/Object;)Ljava/lang/Object;
33: invokevirtual #10                 // Method java/lang/Object.toString:()Ljava/lang/String;

不难发现,main函数调用使用了泛型编程的foo方法时,其字节码已不再是T,而是替换为实际的StringBuilder类;反观foo2方法使用的还是Object,那它将是在运行时作类型转换。
结论:泛型编程是编译期替换;多态则是运行期作类型转换。

泛型编程与重载

什么是重载

不废话,形如下方代码即重载。

public static int add(int a, int b) {
    return a + b; 
}
    
public static double add(double a, double b) {
    return a + b;
}

重载的特点:两个及以上方法名相同;参数个数不同,参数顺序不同、类型不同,以上任一种及以上都可以构成重载。仅返回值不同不可构成重载。

测试的完整代码如下:

public static void main(String[] args) {
    StringBuilder sb = new StringBuilder("Test template");
    System.out.println(foo(sb).toString());
    System.out.println(foo2(sb).toString());
    int a = 1;
    int b = 2;
    System.out.println(add(a, b));
        
    double x = 1.1;
    double y = 1.2;
    System.out.println(add(x, y));
}

public static <T> T foo(T t) {
    // bla bla bla
    return t;
}
    
public static Object foo2(Object o) {
    // bla bla bla
    return o;
}

public static int add(int a, int b) {
    return a + b; 
}
    
public static double add(double a, double b) {
    return a + b;
}

接下来看看重载部分的字节码:

48: invokestatic  #11                 // Method add:(II)I
71: invokestatic  #17                 // Method add:(DD)D

总结:看来字节码已经做了相应的转换,重载和泛型编程相似,都是在编译期就做了替换,而不是在运行时,但是重载需要为每一种不同的参数类型重新编写代码,代码复用度不高。

总结

泛型编程和重载是在编译期作了类型替换,多态则是在运行期作类型转换。
泛型编程和多态代码复用度高,重载代码复用度低。

当然,泛型、重载、多态更有其它设计模式的意义,在此不作讨论。

目录
相关文章
|
1月前
|
Kubernetes 负载均衡 Java
k8s的出现解决了java并发编程胡问题了
Kubernetes通过提供自动化管理、资源管理、服务发现和负载均衡、持续交付等功能,有效地解决了Java并发编程中的许多复杂问题。它不仅简化了线程管理和资源共享,还提供了强大的负载均衡和故障恢复机制,确保应用程序在高并发环境下的高效运行和稳定性。通过合理配置和使用Kubernetes,开发者可以显著提高Java应用程序的性能和可靠性。
78 31
|
1月前
|
Java 编译器 开发者
注解的艺术:Java编程的高级定制
注解是Java编程中的高级特性,通过内置注解、自定义注解及注解处理器,可以实现代码的高度定制和扩展。通过理解和掌握注解的使用方法,开发者可以提高代码的可读性、可维护性和开发效率。在实际应用中,注解广泛用于框架开发、代码生成和配置管理等方面,展示了其强大的功能和灵活性。
70 25
|
18天前
|
Java 编译器 程序员
java中重载和多态的区别
本文详细解析了面向对象编程中多态与重载的概念及其关系。多态是OOP的核心,分为编译时多态(静态多态)和运行时多态(动态多态)。编译时多态主要通过方法重载和运算符重载实现,如Java中的同名方法因参数不同而区分;运行时多态则依赖继承和方法重写,通过父类引用调用子类方法实现。重载是多态的一种形式,专注于方法签名的多样性,提升代码可读性。两者结合增强了程序灵活性与扩展性,帮助开发者更好地实现代码复用。
39 0
|
1月前
|
Java API Docker
在线编程实现!如何在Java后端通过DockerClient操作Docker生成python环境
以上内容是一个简单的实现在Java后端中通过DockerClient操作Docker生成python环境并执行代码,最后销毁的案例全过程,也是实现一个简单的在线编程后端API的完整流程,你可以在此基础上添加额外的辅助功能,比如上传文件、编辑文件、查阅文件、自定义安装等功能。 只有锻炼思维才能可持续地解决问题,只有思维才是真正值得学习和分享的核心要素。如果这篇博客能给您带来一点帮助,麻烦您点个赞支持一下,还可以收藏起来以备不时之需,有疑问和错误欢迎在评论区指出~
在线编程实现!如何在Java后端通过DockerClient操作Docker生成python环境
|
1月前
|
开发框架 算法 Java
Java方法重写(Override)与重载(Overload)的详细对比
在Java编程中,多态性是面向对象编程的核心概念之一。Java通过两种重要的机制来实现多态:方法重写(Override)和方法重载(Overload)。虽然这两个概念都与方法的不同实现有关,但它们在本质上有很大的区别。本文将详细对比这两种机制,帮助开发者更好地理解和应用它们。
161 5
|
1月前
|
Java 开发工具
课时6:Java编程起步
课时6:Java编程起步,主讲人李兴华。课程摘要:介绍Java编程的第一个程序“Hello World”,讲解如何使用记事本或EditPlus编写、保存和编译Java源代码(*.java文件),并解释类定义、主方法(public static void main)及屏幕打印(System.out.println)。强调类名与文件名一致的重要性,以及Java程序的编译和执行过程。通过实例演示,帮助初学者掌握Java编程的基本步骤和常见问题。
|
3月前
|
Java
Java 面向对象编程的三大法宝:封装、继承与多态
本文介绍了Java面向对象编程中的三大核心概念:封装、继承和多态。
275 15
|
4月前
|
存储 缓存 Java
Java 并发编程——volatile 关键字解析
本文介绍了Java线程中的`volatile`关键字及其与`synchronized`锁的区别。`volatile`保证了变量的可见性和一定的有序性,但不能保证原子性。它通过内存屏障实现,避免指令重排序,确保线程间数据一致。相比`synchronized`,`volatile`性能更优,适用于简单状态标记和某些特定场景,如单例模式中的双重检查锁定。文中还解释了Java内存模型的基本概念,包括主内存、工作内存及并发编程中的原子性、可见性和有序性。
141 5
Java 并发编程——volatile 关键字解析
|
9月前
|
搜索推荐 Java 编译器
【Java探索之旅】多态:重写、动静态绑定
【Java探索之旅】多态:重写、动静态绑定
61 0
|
Java 程序员 C++
java面向对象编程_包_继承_多态_重载和重写_抽象类_接口_this和super(3)
java面向对象编程_包_继承_多态_重载和重写_抽象类_接口_this和super(3)
234 0
java面向对象编程_包_继承_多态_重载和重写_抽象类_接口_this和super(3)
下一篇
oss创建bucket