java的动态绑定与静态绑定(彻底理解多态与重载)

程序绑定的概念:
绑定指的是一个方法的调用与方法所在的类(方法主体)关联起来。对java来说,绑定分为静态绑定动态绑定;或者叫做前期绑定和后期绑定。 

静态绑定:
在程序执行前方法已经被绑定,针对java简单的可以理解为程序编译期的绑定;
java当中的方法只有final,static,private和构造方法是前期绑定

动态绑定:
后期绑定: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。但我们至少可以这样认为:它们都要在对象中安插某些特殊类型的信息。

Java的方法调用过程:

  1. 编译器查看对象的声明类型和方法名(对象变量的声明类型),通过声明类型找到方法列表。
  2. 编译器查看调用方法时提供的参数类型。
  3. 如果方法是private、static、final或者构造器,编译器就可以确定调用那个方法。这是静态绑定。
  4. 如果不是上述情况,就要使用运行时(动态)绑定。在程序运行时,采用动态绑定意味着:虚拟机将调用对象实际类型所限定的方法。

动态绑定的过程

  1. 虚拟机提取对象的实际类型的方法表;
  2. 虚拟机搜索方法签名;
  3. 调用方法。

静态绑定 VS 动态绑定

1、静态绑定是发生在编译阶段;而动态绑定是在运行阶段;
2、private, final and static方法和变量使用静态绑定,而虚函数(virtual methods)则会根据运行时的具体对象进行绑定(注:在Java语言中, 所有的方法默认都是”虚函数”。只有以关键字 final 标记的方法才是非虚函数。)
3、静态绑定使用的是类信息,而动态绑定使用的是对象信息
4、重载方法(overloaded methods)使用的是静态绑定,而重写方法(overridden methods)使用的是动态绑定

关于绑定相关的总结:

概念之后,很明显我们发现在java中,几乎所有的 方法(不是字段属性)都是后期绑定(动态绑定)的,在运行时动态绑定的方法属于子类呢还是基类呢?下面会有实例更详细的说明。当然也有特殊情况,针对static方法和final方法由于不能被继承,因此在编译时就可以确定他们的值,他们是属于前期绑定(静态绑定)的。特别说明的一点是,private声明的方法和成员变量不能被子类继承,所有的private方法都被隐式的指定为final的(由此我们也可以知道:将方法声明为final类型的一是为了防止方法被覆盖,二是为了有效的关闭java中的动态绑定)。java中的后期绑定是有JVM来实现的,我们不用去显式的声明它,而C++则不同,必须明确的声明某个方法具备后期绑定。

大家应该就明白了,Java当中的向上转型或者说多态是借助于动态绑定实现的,所以理解了动态绑定,也就搞定了向上转型和多态。前面已经说了对于java当中的方法而言,除了final,static,private和构造方法是前期绑定外,其他的方法全部为动态绑定。而动态绑定的典型发生在父类和子类的转换声明之下:

比如:

Parent obj = new Children();

其具体过程细节如下:
1:编译器检查对象的声明类型和方法名。假设我们调用p.method()方法,并且p已经被声明为Child类的对象,那么编译器会列举出Child类中所有的名称为method的方法和从Child类的父类继承过来的method方法
2:接下来编译器检查方法调用中提供的参数类型。如果在所有名称为method 的方法中有一个参数类型和调用提供的参数类型最为匹配,那么就调用这个方法,这个过程叫做“重载解析” 
3:当程序运行并且使用动态绑定调用方法时,虚拟机必须调用同p所指向的对象的实际类型相匹配的方法版本。假设child类定义了mehod()那么该方法被调用,否则就在child的父类(Parent类)中搜寻方法method()

总结:

1、子类的对象(由父类的引用handle)调用到的是父类的成员变量,运行时(动态)绑定针对的范畴只是对象的方法,而属性要采取静态绑定方法。
2、执行p.method()时会先去调用子类的method方法执行,若子类没有则向上转型去父类中寻找。
所以在向上转型的情况下,对象的方法可以找到子类,而对象的属性还是父类的属性。

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