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Java多态中的方法覆盖

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   多态 (Polymorphism) 大家应该都不陌生,它是我们开发面向对象系统的“老朋友”了 。但是老朋友也会有“烦心”的时候啊,呵呵。有时候不注意,还真会被它难到。譬如下面这个例子,大家可以先不看下面的答案,在自己脑海中运行一道,看看自己想的跟实际结果是否相符。

java 代码
  1. public class Polymorphism{   
  2.  public static void main(String[] args) {   
  3.    A b = new B();   
  4.    b.fb();   
  5.  }   
  6. }   
  7.   
  8. class A {   
  9.  public A(){   
  10.  }   
  11.  public void fa() {   
  12.     System.out.println("CLASS A :Function fa Runing......");   
  13.  }   
  14.   
  15.  public void fb() {   
  16.     System.out.println("CLASS A :Function fb Runing......");   
  17.     fa();   
  18.     System.out.println("CLASS A :Function fb Stop......");   
  19.  }   
  20. }   
  21.   
  22. class B extends A {   
  23.  public B(){   
  24.  }   
  25.  public void fa() {   
  26.     System.out.println("CLASS B :Function fa Runing......");   
  27.  }   
  28.   
  29.  public void fb() {   
  30.     System.out.println("CLASS B :Function fb Runing......");   
  31.     super.fb();   
  32.     System.out.println("CLASS B :Function fb Stop......");   
  33.   }   
  34. }  


下面是它的运行结果:

CLASS B :Function fb Runing......
CLASS A :Function fb Runing......
CLASS B :Function fa Runing......
CLASS A :Function fb Stop......
CLASS B :Function fb Stop......

   怎么样,猜对结果了吗?如果结果跟你想象的一模一样,那么恭喜你,你对多态已经有初步了解了,起码在语法层次上是比较熟悉了。但是,千万不要“洋洋得意”,你可否解析结果为什么会是这样吗?我们可以先来梳理一下程序流程:
   1、运行main函数,创建B对象,调用B的方法fb,于是打印出"CLASS B :Function fb Runing......",都在情理之中。
   2、执行super.fb(),调用父类A的方法fb,首先打印出"CLASS A :Function fb Runing......",预料之中
   3、执行方法fa(),打印出"CLASS B :Function fa Runing......",呃?奇怪了,为什么不是执行A的方法fa(),而是子类B中的fa()呢?当前被执行的是类A的方法,那么虚拟机找到的应该是A类的Method Table,找到的应该是A类的方法fa()啊?难解~
   4、打印"CLASS A :Function fb Stop......",返回
   5、打印"CLASS A :Function fb Stop.....",返回,程序结束。
  现在问题清楚了,就是虚拟机在执行类A方法的时候查找的Method Table竟然是子类B的。为什么呢?其实,只要我们清楚java方法调用的方式,这个问题就迎刃而解了。在Java虚拟机中,每启动一个新的线程,虚拟机都会为它分配一个Java栈,而每当线程调用一个java方法时,虚拟机就会在该线程的java栈中压入一个新帧,用以存储参数,局部变量等数据。我们将这个正在被执行的方法称为该线程的当前方法,其相应的栈帧为当前帧。
    好了,当我们调用一个方法时,我们需要往当前帧中压入哪些参数呢?简单,方法的参数列表中不是都说得清清楚楚的吗?嗯,对于C语言来说,这个说法是正确的,但是对于诸如C++,Java,Python等面向对象语言来说,却是不对的。大家还记得那个"this"指针吗?!不错,在Java中,所有的实例方法(Instance Method)调用的时候都会把当前对象压入当前帧中,Java虚拟机正是通过这个参数来决定当前所使用的类(通过判断该对象的类型)
    在上面的例子中,main中调用b.fb()时,压入的当前对象自然是B类对象,我们记为b。在B的fb()中调用super.fb()时,压入的就是刚刚压入的对象,也就是b了。同样,在A的fb中调用fa()时,压入的也是b。因此,在使用 invokevirtual指令调用fa()时,找的就是B的方法表(当前对象b的类型为B),也就执行了类B的fa了。
    这种现象在构造函数中特别常见,因为构造函数中会隐含使用调用父类的构造函数的,如果在父类的构造函数中调用了实例方法(如 A的fa),而在子类中又覆盖了这个实例方法(如 B的fa),那么得到的结果往往不是我们所要的。因此,我们最好不要在构造函数中使用多态方法,不然,Debug会很痛苦的:)

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