多态易错题

1. 子类对象是否可以直接赋给父类引用

问题:①②③条语句是否可以完成转换?

public class A{
    public static void main(String[] args) {
        Object[] object  =  new Person[2];
        Object[] object1  =  new Object[2];
        Person[] person  =  new Person [3];
        person  =  (Person [])object; //①
        person  =  (Person [])object1;//②
        int[] i = new int[2];
        long[] l = new int[3];
        i = (long[])l;//③
    }
}
class Person{
}

答案: ①可以 ②编译时正确,但运行时会报 java.lang.ClassCastException 异常 ③不可以


分析:

  • 子类对象可以直接赋给父类引用,但父类对象在任何情况下都不可以直接赋给子类引用。因为子类是父类的一种,但父类不是子类的一种,或者讲“子类可以当作父类看待,但父类不可以当做子类来看待”,“狗可以当做动物看待,但动物不可以当做狗来看待”。
  • 父类引用永远不可能直接赋给子类引用。只有父类引用本身指向一个子类对象时,才可以把父类引用强制转化为子类引用(所以①正确);其他情况下不允许把父类引用强制转化为子类引用,否则运行时会出错(所以②错误
  • ③由于int与long之间没有继承关系,所以第13行long[] l = new int[3];就已经错误,③也随之错误。

2. 子类构造器执行顺序

public class A extends B{
    private String name = "lisi";
    public A() {

    }
    public void sayName(){
        System.out.println(name);
    }
    public static void main(String[] args) {
        new A();
    }
}
class B{
    private String name = "zhangsan";

    public B() {
        sayName();
    }
    public void sayName(){
        System.out.println(name);
    }
}

答案: null


分析:

  1. 子类构造器会隐式调用父类的无参构造器
  2. 由于子类中重写了父类中的sayName方法,所有父类构造器中调用的sayName方法其实会执行子类中的sayName
  3. 子类的属性的显式赋值是在调用完父类构造器之后进行的
  4. 所以父类构造器中调用的子类中的sayName打印出子类中name属性值的时候打印结果是null,因为这是父类构造器没有执行完,子类的name属性不会进行显式赋值(对这句话不理解的看下面的构造器执行顺序)

构造器执行顺序 1.类加载,同时初始化类中静态的属性(赋默认值) 2.执行静态代码块 3.分配内存空间,同时初始化非静态的属性(赋默认值) 4.调用父类构造器(注意调用父类构造器之前已经给父类的非静态的属性显示赋值,如果有显示赋值的话) 5.父类构造器执行完后,如果自己声明属性的同时有显示的赋值,那么进行显示赋值把默认值覆盖 6.执行匿名代码块 7.执行构造器 8.返回内存地址

3. 最经典的一道多态题

class A {
    public String show(D obj) {
        return ("A and D");
    }
    public String show(A obj) {
        return ("A and A");
    }
}
class B extends A {
    public String show(B obj) {
        return ("B and B");
    }

    public String show(A obj) {
        return ("B and A");
    }
}
class C extends B {
}

class D extends B {
}
public class TestPoly {
    public static void main(String[] args) {
             A a1 = new A();
             A a2 = new B();
             B b = new B();
             C c = new C(); 
             D d = new D(); 
             System.out.println(a1.show(b));   //①
             System.out.println(a1.show(c));   //②
             System.out.println(a1.show(d));   //③
             System.out.println(a2.show(b));   //④
             System.out.println(a2.show(c));   //⑤
             System.out.println(a2.show(d));   //⑥
             System.out.println(b.show(b));    //⑦
             System.out.println(b.show(c));    //⑧
             System.out.println(b.show(d));    //⑨
    }
}

答案: ① A and A ② A and A ③ A and D ④ B and A ⑤ B and A ⑥ A and D ⑦ B and B ⑧ B and B ⑨ A and D


分析:

①②③比较好理解,一般不会出错。④⑤就有点糊涂了,为什么输出的不是”B and B”呢?!!先来回顾一下多态性。

运行时多态性是面向对象程序设计代码重用的一个最强大机制,动态性的概念也可以被说成“一个接口,多个方法”。Java实现运行时多态性的基础是动态方法调度,它是一种在运行时而不是在编译期调用重载方法的机制。

方法的重写Overriding和重载Overloading是Java多态性的不同表现。重写Overriding是父类与子类之间多态性的一种表现,重载Overloading是一个类中多态性的一种表现。如果在子类中定义某方法与其父类有相同的名称和参数,我们说该方法被重写(Overriding)。子类的对象使用这个方法时,将调用子类中的定义,对它而言,父类中的定义如同被“屏蔽”了。如果在一个类中定义了多个同名的方法,它们或有不同的参数个数或有不同的参数类型,则称为方法的重载(Overloading)。Overloaded的方法是可以改变返回值的类型。

当超类对象引用变量引用子类对象时,被引用对象的类型而不是引用变量的类型决定了调用谁的成员方法,但是这个被调用的方法必须是在超类中定义过的,也就是说被子类覆盖的方法。 (但是如果强制把超类转换成子类的话,就可以调用子类中新添加而超类没有的方法了。)

好了,先温习到这里,言归正传!实际上这里涉及方法调用的优先问题 ,优先级由高到低依次为:this.show(O)、super.show(O)、this.show((super)O)、super.show((super)O)。让我们来看看它是怎么工作的。

比如④,a2.show(b),a2是一个引用变量,类型为A,则this为a2,b是B的一个实例,于是它到类A里面找show(B obj)方法,没有找到,于是到A的super(超类)找,而A没有超类,因此转到第三优先级this.show((super)O),this仍然是a2,这里O为B,(super)O即(super)B即A,因此它到类A里面找show(A obj)的方法,类A有这个方法,但是由于a2引用的是类B的一个对象,B覆盖了A的show(A obj)方法,因此最终锁定到类B的show(A obj),输出为”B and A”。

再比如⑧,b.show(c),b是一个引用变量,类型为B,则this为b,c是C的一个实例,于是它到类B找show(C obj)方法,没有找到,转而到B的超类A里面找,A里面也没有,因此也转到第三优先级this.show((super)O),this为b,O为C,(super)O即(super)C即B,因此它到B里面找show(B obj)方法,找到了,由于b引用的是类B的一个对象,因此直接锁定到类B的show(B obj),输出为”B and B”。

按照上面的方法,可以正确得到其他的结果。

问题还要继续,现在我们再来看上面的分析过程是怎么体现出蓝色字体那句话的内涵的。它说:当超类对象引用变量引用子类对象时,被引用对象的类型而不是引用变量的类型决定了调用谁的成员方法,但是这个被调用的方法必须是在超类中定义过的,也就是说被子类覆盖的方法。还是拿a2.show(b)来说吧。

a2是一个引用变量,类型为A,它引用的是B的一个对象,因此这句话的意思是由B来决定调用的是哪个方法。因此应该调用B的show(B obj)从而输出”B and B”才对。但是为什么跟前面的分析得到的结果不相符呢?!问题在于我们不要忽略了蓝色字体的后半部分,那里特别指明:这个被调用的方法必须是在超类中定义过的,也就是被子类覆盖的方法。B里面的show(B obj)在超类A中有定义吗?没有!那就更谈不上被覆盖了。实际上这句话隐藏了一条信息:它仍然是按照方法调用的优先级来确定的。它在类A中找到了show(A obj),如果子类B没有覆盖show(A obj)方法,那么它就调用A的show(A obj)(由于B继承A,虽然没有覆盖这个方法,但从超类A那里继承了这个方法,从某种意义上说,还是由B确定调用的方法,只是方法是在A中实现而已);现在子类B覆盖了show(A obj),因此它最终锁定到B的show(A obj)。这就是那句话的意义所在。

4. 方法重写的注意事项

方法重写:指在子类中重新定义父类中已有的方法 注意事项:重写方法必须和被重写方法具有相同的方法名称、参数列表和返回值类型(返回值类型可以是不一样的,但是要有is-a关系) 子类不允许出现与父类同名但不同返回值的方法,如果出现了, 编译时会报错 覆盖方法时, 不能使用比父类中被覆盖的方法更严格的访问权限

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