Java中引用,造型等问题解析

　　作者：chris译
　　
　　　或许大家java的多态问题，对上溯,下溯造型有了一定的概念,对protected和private大家想必也很清楚,但是,这几个个结合在一起,往往令人产生很多困惑,在这里,我举一个例子,大家或许会发觉这篇文章对你来说还是很有意义的:
　　

　　例子一共有两个class. 可能出现困惑的地方我都会在后面一一解释.A是父类,B继承A,并且实现了protectedTest(Object obj)方法.如下面所示:
　　

　　

B.java的源代码:

　　

package cn.org.matrix.test;

　　 import cn.org.matrix.test.A;

　　 /**

　　 * <p>Title: protect, private and upcasting </p>

　　 * <p>Description: email:chris@matrix.org.cn</p>

　　 * <p>Copyright: Matrix Copyright (c) 2003</p>

　　 * <p>Company: Matrix.org.cn</p>

　　 * @author chris

　　 * @version 1.0,who use this example pls remain the declare

　　 */

　　 public class B extends A

　　 {

　　 protected int protectedb = 0;

　　 protected int protectedab = 0;

　　

　　

protected void protectedTest(Object obj)

　　 {

　　 System.out.println("in B.protectedTest(Object):" + obj);

　　 }

　　 }

　　

　　

　　 A.java的源代码:

　　

package cn.org.matrix.test;

　　 import cn.org.matrix.test.B;

　　 /**

　　 * <p>Title: protect, private and upcasting </p>

　　 * <p>Description: email:chris@matrix.org.cn</p>

　　 * <p>Copyright: Matrix Copyright (c) 2003</p>

　　 * <p>Company: Matrix.org.cn</p>

　　 * @author chris

　　 * @version 1.0,who use this example pls remain the declare

　　 */

　　

public class A

　　 {

　　 protected int protecteda = 0;

　　 protected int protectedab = 0;

　　 private void privateTest()

　　 {

　　 System.out.println("in A.privateTest()");

　　 }

　　 protected void protectedTest(Object obj)

　　 {

　　 System.out.println("in A.protectedTest(Object):" + obj );

　　 }

　　

　　 protected void protectedTest( String str )

　　 {

　　 System.out.println("in A.protectedTest(String):" + str);

　　 }

　　

　　 public static void main (String[] args)

　　 {

　　 // Test A

　　 A a1 = new A();

　　 a1.privateTest();

　　 // Test B

　　 String helloStr = "Hello";

　　 Object helloObj = helloStr;

　　 B b1 = new B();

　　 A a2 = b1; // 这里发生了什么？困惑1

　　 b1=a1; //编译错误,困惑2

　　 b1. privateTest(); //编译错误,困惑3

　　 b1.protectedTest(helloObj); //输出结果?困惑4

　　 b1.protectedTest(helloStr); //编译错误,困惑5

　　 a2.protectedTest(helloObj); //输出结果? 困惑6

　　 a2.protectedTest(helloStr); //输出结果?困惑7 ?

　　 }

　　 }

　　

　　

　　 下面,我来逐个解释每一处困惑的地方:

　　

困惑1：

　　

　　这里其实就是子类自动上溯造型到父类A。这里a2其实是指向了一个B类型的对象. 我们通常都可以这样作: A a2=b1, 这样作的意思实际上就是让a2指向了一个类型B的对象―在这里就是b1了.
　　

　　

在java里面,关于跨类引用,有两条规则应该记住:

　　

1. 如果a是类A的一个引用,那么,a可以指向类A的一个实例,或者说指向类A的一个子类.

　　

2. 如果a是接口A的一个引用,那么,a必须指向实现了接口A的一个类的实例.

　　

　　所以,根据这两个规则,我们就不难理解例子中的A a2 = b1是什么意思了.

　　

困惑2:

　　

　　A a2 = b1是可以的,但是为什么b1=a1却是不行? 在这里,我们依然可以套用上面的两条规则,我们可以看到,b1是类B的一个引用,a1既不是类B的实例,也不是类B的子类的实例,所以直接b1=a1就出现了编译错误.
　　

　　

　　如果确实需要进行这样的转化,我们可以这样作:b1=(B)a1; 进行强制转化,也就是下溯造型. 在java里面,上溯造型是自动进行的,但是下溯造型却不是,需要我们自己定义强制进行.
　　

　　

困惑3:

　　

b1. privateTest();编译不通过? 这是很显然的,你可以回顾一下private的定义: 私有域和方法只能被定义该域或方法的类访问.所以,在这里,b1不能访问A的方法privateTest(),即使b1是A的子类的实例.请看下面的例子：
　　

　　

public class A

　　 {

　　 private int two(int i) { return i; }

　　 }

　　 class Test extends A {

　　 public static void main(String[] args) {

　　 System.out.println(A.two(3));

　　 }

　　 }

　　

　　

　　 　　System.out.println(A.two(3));这行编译出错，显然，因为private方法不能在这个类之外被访问.而protected则不同,我们回顾一下protected的定义:
　　 被保护的域或方法只能被类本身、类的子类和同一程序包中的类所访问.

　　

　　下面是一个错误使用protected的例子:

　　

package cn.org.matrix.test;

　　 public class ProtectedTest {

　　 protected void show() {

　　 System.out.println("I am in protected method");

　　 }

　　 }

　　

import cn.org.matrix.test.*;

　　 public class Test {

　　 public static void main (String[] args) {

　　 ProtectedTest obj = new ProtectedTest();

　　 obj.show();

　　 }

　　 }

　　

　　

　　 　　因为访问权限问题,你会得到”show() has protected access in test.ProtectedTest”的出错信息.

　　

困惑4:

　　

　　b1.protectedTest(helloObj); 输出的是”in B.protectedTest(Object):…” 这到底是为什么呢?
　　 为什么jvm能够确定是输出B的方法而不是A的方法? 这就和jvm的运行机制有关系了. 我们上面提到了,a1是一个A类型的引用,但是指向了一个B类型的实例.
　　 在这里,如果jvm根据引用的类型-在这里就是A 来定义调用哪个方法的话,那么应该是调用A的protectedTest(helloObj).

　　

　　然后实际上不是这样的,因为jvm的动态编译能力,jvm会在run-time来决定调用哪一个method,而不是在compile time. 也就是所谓的late-binding(run-time)和early-binding(compile-time).
　　

　　

困惑5:

　　

　　b1.protectedTest(helloStr); 这里为什么会出现编译错误? 他可以调用类B的protectedTest(Object obj)方法啊,把helloStr上溯造型成一个object就行了啊..或者上溯造型到A然后调用A的protectedTest(helloStr)方法啊.
　　

　　

　　呵呵,问题的根源就在于此了,既然有两种选择,jvm应该选择那一种?这种不确定性如果交给jvm来动态决定的话,势必带来程序的不确定性..虽然java在其他的一些地方也有类似的情形出现,比如static变量的循环定义造成的不确定性,但是,在这里,jvm还是在编译阶段就解决了这个问题.
　　

　　

　　所以,我们会在这一步遇到编译错误: “reference to protectedTest is ambiguous; both method protectedTest(java.lang.String)
　　 in mytest.A and method protectedTest(java.lang.Object) in mytest.B match at
　　 line 46.

　　

　　在这里,我们遇到的是显式的reference ambiguous错误,但是,有时候,隐式的reference ambiguous却往往是更加的危险.我举个例子:
　　

　　

父类的源代码:

　　

public super

　　 {

　　 private void test(int i, long j);

　　 {

　　 System.out.println(i+”and”+j);

　　 }

　　 }

　　

　　

　　 子类的源代码:

　　

public sub

　　 {

　　 private void test(long j, int i);

　　 {

　　 System.out.println(i+”and”+j);

　　 }

　　 }

　　

　　

　　 子类和父类都用有相同名称的方法test,参数类型不同而已.这种情况下,编译可以被通过.

　　

但是如果你在另外一个类中用到了如下代码:

　　

Sub sb = new Sub();

　　 sb.test(100, 3000);

　　

　　

　　 你就会遇到编译错误,因为没有确定的指出3000的类型,所以造成reference ambiguous的错误了.

　　

困惑6：

　　

a2.protectedTest(helloObj);

　　

　　

　　 输出结果分别是：”in B.p

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