Java 方法重写 Override 和方法重载 Overload 的区别,一下子就明白了

沉默王二2021年10月22日
大约 9 分钟

01、开篇

入冬的夜,总是来得特别的早。我静静地站在阳台,目光所及之处,不过是若隐若现的钢筋混凝土,还有那毫无情调的灯光。

“哥,别站在那发呆了。今天学啥啊,七点半我就要回学校了,留给你的时间不多了,你要抓紧哦。”三妹傲娇的声音一下子把我从游离的状态拉回到了现实。

“今天要学习 Java 中的方法重载与方法重写。”我迅速地走到电脑前面,打开一份 Excel 文档,看了一下《教妹学 Java》的进度,然后对三妹说。

“如果一个类有多个名字相同但参数个数不同的方法,我们通常称这些方法为方法重载。 ”我面带着朴实无华的微笑继续说,“如果方法的功能是一样的,但参数不同,使用相同的名字可以提高程序的可读性。”

“如果子类具有和父类一样的方法(参数相同、返回类型相同、方法名相同,但方法体可能不同),我们称之为方法重写。 方法重写用于提供父类已经声明的方法的特殊实现,是实现多态的基础条件。”

“只不过,方法重载与方法重写在名字上很相似,就像是兄弟俩,导致初学者经常把它们俩搞混。”

“方法重载的英文名叫 Overloading,方法重写的英文名叫 Overriding,因此,不仅中文名很相近,英文名之间也很相近,这就更容易让初学者搞混了。”

“但两者其实是完全不同的!通过下面这张图,你就能看得一清二楚。”

话音刚落,我就在 IDEA 中噼里啪啦地敲了起来。两段代码,分别是方法重写和方法重载。然后,把这两段代码截图到 draw.io(一个很漂亮的在线画图网站)上,加了一些文字说明。最后,打开 Photoscape X,把两张图片合并到了一起。

02、方法重载

“三妹,你仔细听哦。”我缓了一口气后继续说道。

“在 Java 中,有两种方式可以达到方法重载的目的。”

“第一,改变参数的数目。来看下面这段代码。”

public class OverloadingByParamNum {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println(Adder.add(10, 19));
        System.out.println(Adder.add(10, 19, 20));
    }
}

class Adder {
    static int add(int a, int b) {
        return a + b;
    }

    static int add(int a, int b, int c) {
        return a + b + c;
    }
}  

“Adder 类有两个方法,第一个 add() 方法有两个参数,在调用的时候可以传递两个参数;第二个 add() 方法有三个参数,在调用的时候可以传递三个参数。”

“二哥,这样的代码不会显得啰嗦吗?如果有四个参数的时候就再追加一个方法?”三妹突然提了一个很尖锐的问题。

“那倒是,这个例子只是为了说明方法重载的一种类型。如果参数类型相同的话,Java 提供了可变参数的方式,就像下面这样。”

static int add(int ... args) {
    int sum = 0;
    for ( int a: args) {
        sum += a;
    }
    return sum;
}

“第二,通过改变参数类型,也可以达到方法重载的目的。来看下面这段代码。”

public class OverloadingByParamType {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println(Adder.add(10, 19));
        System.out.println(Adder.add(10.1, 19.2));
    }
}

class Adder {
    static int add(int a, int b) {
        return a + b;
    }

    static double add(double a, double b) {
        return a + b;
    }
}

“Adder 类有两个方法,第一个 add() 方法的参数类型为 int,第二个 add() 方法的参数类型为 double。”

“二哥,改变参数的数目和类型都可以实现方法重载,为什么改变方法的返回值类型就不可以呢?”三妹很能抓住问题的重点嘛。

“因为仅仅改变返回值类型的话,会把编译器搞懵逼的。”我略带调皮的口吻回答她。

“编译时报错优于运行时报错,所以当两个方法的名字相同,参数个数和类型也相同的时候,虽然返回值类型不同,但依然会提示方法已经被定义的错误。”

“你想啊,三妹。我们在调用一个方法的时候,可以指定返回值类型,也可以不指定。当不指定的时候,直接指定 add(1, 2) 的时候,编译器就不知道该调用返回 int 的 add() 方法还是返回 double 的 add() 方法,产生了歧义。”

“方法的返回值只是作为方法运行后的一个状态,它是保持方法的调用者和被调用者进行通信的一个纽带,但并不能作为某个方法的‘标识’。”

“二哥,我想到了一个点,main() 方法可以重载吗?”

“三妹,这是个好问题啊!答案是肯定的,毕竟 main() 方法也是个方法,只不过,Java 虚拟机在运行的时候只会调用带有 String 数组的那个 main() 方法。”

public class OverloadingMain {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println("String[] args");
    }

    public static void main(String args) {
        System.out.println("String args");
    }

    public static void main() {
        System.out.println("无参");
    }
}

“第一个 main() 方法的参数形式为 String[] args,是最标准的写法;第二个 main() 方法的参数形式为 String args,少了中括号;第三个 main() 方法没有参数。”

“来看一下程序的输出结果。”

String[] args

“从结果中,我们可以看得出,尽管 main() 方法可以重载,但程序只认标准写法。”

“由于可以通过改变参数类型的方式实现方法重载,那么当传递的参数没有找到匹配的方法时,就会发生隐式的类型转换。”

“如上图所示,byte 可以向上转换为 short、int、long、float 和 double,short 可以向上转换为 int、long、float 和 double,char 可以向上转换为 int、long、float 和 double,依次类推。”

“三妹,来看下面这个示例。”

public class OverloadingTypePromotion {
    void sum(int a, long b) {
        System.out.println(a + b);
    }

    void sum(int a, int b, int c) {
        System.out.println(a + b + c);
    }

    public static void main(String args[]) {
        OverloadingTypePromotion obj = new OverloadingTypePromotion();
        obj.sum(20, 20);
        obj.sum(20, 20, 20);
    }
}

“执行 obj.sum(20, 20) 的时候,发现没有 sum(int a, int b) 的方法,所以此时第二个 20 向上转型为 long,所以调用的是 sum(int a, long b) 的方法。”

“再来看一个示例。”

public class OverloadingTypePromotion1 {
    void sum(int a, int b) {
        System.out.println("int");
    }

    void sum(long a, long b) {
        System.out.println("long");
    }

    public static void main(String args[]) {
        OverloadingTypePromotion1 obj = new OverloadingTypePromotion1();
        obj.sum(20, 20);
    }
}

“执行 obj.sum(20, 20) 的时候,发现有 sum(int a, int b) 的方法,所以就不会向上转型为 long,调用 sum(long a, long b)。”

“来看一下程序的输出结果。”

int

“继续来看示例。”

public class OverloadingTypePromotion2 {
    void sum(long a, int b) {
        System.out.println("long int");
    }

    void sum(int a, long b) {
        System.out.println("int long");
    }

    public static void main(String args[]) {
        OverloadingTypePromotion2 obj = new OverloadingTypePromotion2();
        obj.sum(20, 20);
    }
}

“二哥,我又想到一个问题。当有两个方法 sum(long a, int b)sum(int a, long b),参数个数相同,参数类型相同,只不过位置不同的时候,会发生什么呢?”

“当通过 obj.sum(20, 20) 来调用 sum 方法的时候,编译器会提示错误。”

“不明确,编译器会很为难,究竟是把第一个 20 从 int 转成 long 呢,还是把第二个 20 从 int 转成 long,智障了!所以,不能写这样让编译器左右为难的代码。”

03、方法重写

“三妹,累吗?我们稍微休息一下吧。”我把眼镜摘下来,放到桌子上,闭上了眼睛,开始胡思乱想起来。

2000 年,周杰伦横空出世,让青黄不接的唱片行业为之一振,由此开启了新一代天王争霸的黄金时代。2020 年,杰伦胖了,也贪玩了,一年出一张单曲都变得可遇不可求。

20 年前,程序员很稀有;20 年后,程序员内卷了。时间永远不会停下脚步,明年会不会好起来呢?

“哥,醒醒,你就说休息一会,没说睡着啊。赶紧,我还有半个小时就要走了。”

我戴上眼镜,对三妹继续说道:“在 Java 中,方法重写需要满足以下三个规则。”

  • 重写的方法必须和父类中的方法有着相同的名字;
  • 重写的方法必须和父类中的方法有着相同的参数;
  • 必须是 is-a 的关系(继承关系)。

“来看下面这段代码。”

public class Bike extends Vehicle {
    public static void main(String[] args) {
        Bike bike = new Bike();
        bike.run();
    }
}

class Vehicle {
    void run() {
        System.out.println("车辆在跑");
    }
}

“来看一下程序的输出结果。”

车辆在跑

“Bike is-a Vehicle,自行车是一种车,没错。Vehicle 类有一个 run() 的方法,也就是说车辆可以跑,Bike 继承了 Vehicle,也可以跑。但如果 Bike 没有重写 run() 方法的话,自行车就只能是‘车辆在跑’,而不是‘自行车在跑’,对吧?”

“如果有了方法重写,一切就好办了。”

public class Bike extends Vehicle {
    @Override
    void run() {
        System.out.println("自行车在跑");
    }

    public static void main(String[] args) {
        Bike bike = new Bike();
        bike.run();
    }
}

class Vehicle {
    void run() {
        System.out.println("车辆在跑");
    }
}

我把鼠标移动到 Bike 类的 run() 方法,对三妹说:“你看,在方法重写的时候,IDEA 会建议使用 @Override 注解,显式的表示这是一个重写后的方法,尽管可以缺省。”

“来看一下程序的输出结果。”

自行车在跑

“Bike 重写了 run() 方法,也就意味着,Bike 可以跑出自己的风格。”

04、总结

“好了,三妹,我来简单做个总结。”我瞥了一眼电脑右上角的时钟,离三妹离开的时间不到 10 分钟了。

“首先来说一下方法重载时的注意事项,‘两同一不同’。”

“‘两同’:在同一个类,方法名相同。”

“‘一不同’:参数不同。”

“再来说一下方法重写时的注意事项,‘两同一小一大’。”

“‘两同’:方法名相同,参数相同。”

“‘一小’:子类方法声明的异常类型要比父类小一些或者相等。”

“‘一大’:子类方法的访问权限应该比父类的更大或者相等。”

“记住了吧?三妹。带上口罩,拿好手机,咱准备出门吧。”今天限号,没法开车送三妹去学校了。


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