你真的理解了继承和多态吗?


最近被同事问起一道SCJP的题目,是跟继承和多态有关的。具体的题目我就不重复了,来看一段我自己敲的代码:

 1 你真的理解了继承和多态吗? package sean.work.test;
 2 你真的理解了继承和多态吗?
 3 你真的理解了继承和多态吗? public   class  DoYouReallyUnderstandPolymorphism  {
 4你真的理解了继承和多态吗?    
 5你真的理解了继承和多态吗?    public static void main(String[] args) {
 6你真的理解了继承和多态吗?        A a = new A();
 7你真的理解了继承和多态吗?        B b = new B();
 8你真的理解了继承和多态吗?        a.s = "[AA]";
 9你真的理解了继承和多态吗?        b.s = "[BB]";
10你真的理解了继承和多态吗?        System.out.println(a.s);      // prints "[AA]"
11你真的理解了继承和多态吗?        System.out.println(b.s);      // prints "[BB]"
12你真的理解了继承和多态吗?        System.out.println(a.getS()); // prints "[AA]"
13你真的理解了继承和多态吗?        System.out.println(b.getS()); // prints "[BB]"
14你真的理解了继承和多态吗?        System.out.println("====================");
15你真的理解了继承和多态吗?        a = b; // a now refers to object b
16你真的理解了继承和多态吗?        System.out.println(a.s);      // prints "[A]"  <<--1-- the class A copy
17你真的理解了继承和多态吗?        System.out.println(b.s);      // prints "[BB]"
18你真的理解了继承和多态吗?        System.out.println(a.getS()); // prints "[BB]"
19你真的理解了继承和多态吗?        System.out.println(b.getS()); // prints "[BB]"
20你真的理解了继承和多态吗?        System.out.println("====================");
21你真的理解了继承和多态吗?        ((A)b).s = "[AA]"// <<--2-- changes the class A copy in object b 
22你真的理解了继承和多态吗?        System.out.println(a.s);      // prints "[AA]" <<--3-- class A copy changed
23你真的理解了继承和多态吗?        System.out.println(b.s);      // prints "[BB]"
24你真的理解了继承和多态吗?        System.out.println(a.getS()); // prints "[BB]"
25你真的理解了继承和多态吗?        System.out.println(b.getS()); // prints "[BB]"
26你真的理解了继承和多态吗?    }

27你真的理解了继承和多态吗?
28你真的理解了继承和多态吗?}

29 你真的理解了继承和多态吗?
30 你真的理解了继承和多态吗? class  A  {
31你真的理解了继承和多态吗?    String s = "[A]";
32你真的理解了继承和多态吗?    String getS() {
33你真的理解了继承和多态吗?        return s;
34你真的理解了继承和多态吗?    }

35你真的理解了继承和多态吗?}

36 你真的理解了继承和多态吗?
37 你真的理解了继承和多态吗? class  B extends A {
38你真的理解了继承和多态吗?    String s = "[B]";
39你真的理解了继承和多态吗?    String getS() {
40你真的理解了继承和多态吗?        return s;
41你真的理解了继承和多态吗?    }

42你真的理解了继承和多态吗?}

43 你真的理解了继承和多态吗?

这里我们的B类继承自A类,重写了getS()方法,于是我们可以利用到多态。如果你留意15、16、21、22这几行的话,你也许就会知道我在说什么了。假如你觉得这样的打印结果是理所当然,那么我想你可以完全忽略这篇随笔,因为我要讲的就集中在这几行,而你已经很清楚的理解背后的含义。

下面跟感兴趣的朋友们说说我的理解:

直观的讲,我们很容易轻信当"a = b;"以后,变量a指向的对象是B类的b那个对象,自然a.s就应该等同于b.s,然而事实并非如此。当B继承A时,父类A的字段s并没有被B的字段s取代,而是保留了一份拷贝,所谓重写(Override),那是对方法而言的。于是,当我们new B()时,在实际创建的对象中,包含了两个版本的字段s,一个"[A]"(属于A类)一个"[B]"(属于B类)。而方法getS()只有一个版本。这就是在继承过程中字段和方法的区别。也就是说,重写的概念和字段无关。在第16行,我们通过a.s访问的是b这个对象中保留的A类的字段s;而在21行,我们改变的正是这个A类版本的s字段。

多态的精髓在于动态确定对象的行为,而对象的行为体现在方法而非字段,字段代表的更多的是对象的状态。于是只有方法的多态而没有字段的多态。从上面的代码可以看出,不管你用什么类型的变量存放对象b的引用,最终调用的方法版本都是b的真实类型那个版本,这就是多态的威力。

从编译的角度来看,上面代码中的s字段和getS()方法的不同在于:s字段是在编译期静态链接(你可以改变它的值,但是它在对象中的相对地址已经确定好),而getS()方法是在运行期动态链接的。

说了这么多,真的不知道我表达清楚没有,毕竟没有系统研究过OO和编译原理,说得不当的地方还请多多包涵。最后,请不要学我这里的编码风格,因为很显然应该对main方法中的代码段执行Extract Method重构了,我这里只是为了注释方便。

// BTW,时不时抽空想想这样的问题感觉真不错。你真的理解了继承和多态吗?

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