Java运行时绑定探讨之向上转型

运行时绑定也叫动态绑定，它是一种调用对象方法的机制。Java调用对象方法时，一般采用运行时绑定机制。

1．Java的方法调用过程

• 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。
• 编译器查看调用方法时提供的参数类型。
• 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。
• 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。

2．运行时（动态）绑定的过程

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

注意，这里说的是对象的实际类型。即在多态的情况下，虚拟机可以找到所运行对象的真正类型。

3．在向上转型情况下的动态绑定示例

public class Father {
    public void method() {
       System.out.println("父类方法，对象类型：" + this.getClass());
    }
}

public class Son extends Father {
    public static void main(String[] args) {
       Father sample = new Son();//向上转型
       sample.method();
    }
}

结果： 父类方法，对象类型：class samples.Son

这个结果没有疑问，声明的是父类的引用（句柄），但准确的调用了子类的对象，调用method，在子类中没有该方法，所以去父类中寻找到并调用之。

 

现在修改子类，重写(override)method方法。

public class Son extends Father {
    public void method() {
       System.out.println("子类方法，对象类型：" + this.getClass());
    }
    
    public static void main(String[] args) {
       Father sample = new Son();//向上转型
       sample.method();
    }
}

结果： 子类方法，对象类型：class samples.Son

这个结果也是意料之中的。调用method时，在子类中寻找到了该方法，所以直接调用之。

4.静态绑定成员变量
    在处理Java类中的成员变量时，并不是采用运行时绑定，而是一般意义上的静态绑定。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。

    现在再进一步变化，在父类和子类中同时定义和赋值同名的成员变量name，并试图输出该变量的值。

public class Father {
    protected String name="父亲属性";
    
    public void method() {
       System.out.println("父类方法，对象类型：" + this.getClass());
    }
}

public class Son extends Father {
    protected String name="儿子属性";
    
    public void method() {
       System.out.println("子类方法，对象类型：" + this.getClass());
    }
    
    public static void main(String[] args) {
       Father sample = new Son();//向上转型
       System.out.println("调用的成员："+sample.name);
    }
}

结果： 调用的成员：父亲属性

这个结果表明，子类的对象(由父类的引用handle)调用到的是父类的成员变量。所以必须明确，运行时（动态）绑定针对的范畴只是对象的方法。

 

现在试图调用子类的成员变量name，该怎么做？最简单的办法是将该成员变量封装成方法getter形式。

public class Father {
    protected String name = "父亲属性";
 
    public String getName() {
       return name;
    }
 
    public void method() {
       System.out.println("父类方法，对象类型：" + this.getClass());
    }
}

public class Son extends Father {
    protected String name="儿子属性";
    
    public String getName() {
       return name;
    }
    
    public void method() {
       System.out.println("子类方法，对象类型：" + this.getClass());
    }
    
    public static void main(String[] args) {
       Father sample = new Son();//向上转型
       System.out.println("调用的成员："+sample.getName());
    }
}

结果： 调用的成员：儿子属性

 （注：如果此时把Father 中的getName去掉，编译时会出现"找不到符号getName“ 的错误）