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方法重写 Override 和方法重载 Overload 有什么区别？ |
Java方法重写和方法重载 |
本文深入剖析了Java编程中的方法重写Override和方法重载Overload，探讨了它们的概念、区别以及在实际应用中的用途。通过详细的示例和解释，帮助读者更好地理解和掌握Java面向对象编程中的方法重载与重写技巧。 |
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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（二哥的 Java 进阶之路前身）》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。
“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。”
“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) 和 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。”
“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。”
好，接下来说一下重写时应当遵守的 12 条规则，应当谨记哦。
因为重写是在子类重新实现从父类继承过来的方法时发生的，所以只能重写继承过来的方法，这很好理解。这就意味着，只能重写那些被 public、protected 或者 default 修饰的方法，private 修饰的方法无法被重写。
Animal 类有 move()、eat() 和 sleep() 三个方法：
public class Animal {
public void move() { }
protected void eat() { }
void sleep(){ }
}Dog 类来重写这三个方法：
public class Dog extends Animal {
public void move() { }
protected void eat() { }
void sleep(){ }
}OK，完全没有问题。但如果父类中的方法是 private 的，就行不通了。
public class Animal {
private void move() { }
}此时，Dog 类中的 move() 方法就不再是一个重写方法了，因为父类的 move() 方法是 private 的，对子类并不可见。
public class Dog extends Animal {
public void move() { }
}一个方法是 final 的就意味着它无法被子类继承到，所以就没办法重写。
public class Animal {
final void move() { }
}由于父类 Animal 中的 move() 是 final 的，所以子类在尝试重写该方法的时候就出现编译错误了！
同样的，如果一个方法是 static 的，也不允许重写，因为静态方法可用于父类以及子类的所有实例。
public class Animal {
final void move() { }
}重写的目的在于根据对象的类型不同而表现出多态，而静态方法不需要创建对象就可以使用。没有了对象，重写所需要的“对象的类型”也就没有存在的意义了。
public class Animal {
void eat(String food) { }
}Dog 类中的 eat() 方法保持了父类方法 eat() 的同一个调调，都有一个参数——String 类型的 food。
public class Dog extends Animal {
public void eat(String food) { }
}一旦子类没有按照这个规则来，比如说增加了一个参数：
public class Dog extends Animal {
public void eat(String food, int amount) { }
}这就不再是重写的范畴了，当然也不是重载的范畴，因为重载考虑的是同一个类。
规则四：重写的方法必须返回相同的类型。
父类没有返回类型：
public class Animal {
void eat(String food) { }
}子类尝试返回 String：
public class Dog extends Animal {
public String eat(String food) {
return null;
}
}于是就编译出错了（返回类型不兼容）。
可以这样来理解：
- 如果被重写的方法是 default，那么重写的方法可以是 default、protected 或者 public。
- 如果被重写的方法是 protected，那么重写的方法只能是 protected 或者 public。
- 如果被重写的方法是 public， 那么重写的方法就只能是 public。
举个例子，父类中的方法是 protected：
public class Animal {
protected void eat() { }
}子类中的方法可以是 public：
public class Dog extends Animal {
public void eat() { }
}如果子类中的方法用了更严格的权限修饰符，编译器就报错了。
举例来说，如果父类中的方法抛出的是 IOException，那么子类中重写的方法不能抛出 Exception，可以是 IOException 的子类或者不抛出任何异常。这条规则只适用于可检查的异常。
可检查（checked）异常必须在源代码中显式地进行捕获处理，不检查（unchecked）异常就是所谓的运行时异常，比如说 NullPointerException、ArrayIndexOutOfBoundsException 之类的，不会在编译器强制要求。
父类抛出 IOException：
public class Animal {
protected void eat() throws IOException { }
}子类抛出 FileNotFoundException 是可以满足重写的规则的，因为 FileNotFoundException 是 IOException 的子类。
public class Dog extends Animal {
public void eat() throws FileNotFoundException { }
}如果子类抛出了一个新的异常，并且是一个 checked 异常：
public class Dog extends Animal {
public void eat() throws FileNotFoundException, InterruptedException { }
}那编译器就会提示错误：
Error:(9, 16) java: com.itwanger.overriding.Dog中的eat()无法覆盖com.itwanger.overriding.Animal中的eat()
被覆盖的方法未抛出java.lang.InterruptedException
但如果子类抛出的是一个 unchecked 异常，那就没有冲突：
public class Dog extends Animal {
public void eat() throws FileNotFoundException, IllegalArgumentException { }
}如果子类抛出的是一个更高级别的异常：
public class Dog extends Animal {
public void eat() throws Exception { }
}编译器同样会提示错误，因为 Exception 是 IOException 的父类。
Error:(9, 16) java: com.itwanger.overriding.Dog中的eat()无法覆盖com.itwanger.overriding.Animal中的eat()
被覆盖的方法未抛出java.lang.Exception
子类继承父类的方法而不是重新实现是很常见的一种做法，在这种情况下，可以按照下面的形式调用父类的方法：
super.overriddenMethodName();来看例子。
public class Animal {
protected void eat() { }
}子类重写了 eat() 方法，然后在子类的 eat() 方法中，可以在方法体的第一行通过 super.eat() 调用父类的方法，然后再增加属于自己的代码。
public class Dog extends Animal {
public void eat() {
super.eat();
// Dog-eat
}
}因为构造方法很特殊，而且子类的构造方法不能和父类的构造方法同名（类名不同），所以构造方法和重写之间没有任何关系。
先来看这样一个接口：
public interface Animal {
void move();
}接口中的方法默认都是抽象方法，通过反编译是可以看得到的：
public interface Animal
{
public abstract void move();
}如果一个抽象类实现了 Animal 接口，move() 方法不是必须被重写的：
public abstract class AbstractDog implements Animal {
protected abstract void bark();
}但如果一个类继承了抽象类 AbstractDog，那么 Animal 接口中的 move() 方法和抽象类 AbstractDog 中的抽象方法 bark() 都必须被重写：
public class BullDog extends AbstractDog {
public void move() {}
protected void bark() {}
}synchronized 关键字用于在多线程环境中获取和释放监听对象，因此它对重写规则没有任何影响，这就意味着 synchronized 方法可以去重写一个非同步方法。
如果你想让浮点运算更加精确，而且不会因为硬件平台的不同导致执行的结果不一致的话，可以在方法上添加 strictfp 关键字，之前讲过。因此 strictfp 关键字和重写规则无关。
“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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