Java编译时类型与运行时类型

1. 定义

多态性是指相同类型的变量在调用同一个方法时，呈现出多种不同的行为特征。

2. 实例说明

在SubClass.java文件中存在两个类：一个是父类BaseClass，另一个是子类SubClass（继承自BaseClass类）。

class BaseClass{
    public int book = 6;
    public void base(){
        System.out.println("父类的普通方法");
    }
    public void test(){
        System.out.println("父类的被覆盖的方法");
    }
}

public class SubClass extends BaseClass {
    public String book = "轻量级Java EE企业应用实战";
    public void test(){
        System.out.println("子类的覆盖父类的方法");
    }
    public void sub(){
        System.out.println("子类的普通方法");
    }
    public static void main(String[] args) {
        // 将子类对象直接赋值给一个父类引用变量ploymophicBc
        BaseClass ploymophicBc = new SubClass();
        System.out.println(ploymophicBc.book);
        ploymophicBc.base();
        ploymophicBc.test();
//        ploymophicBc.sub();
    }
}

• ?在子类的main( )方法中，BaseClass ploymophicBc = new SubClass();这行代码将一个子类对象直接赋给一个父类引用变量，无需任何类型转换（或称为向上转型，upcasting），这种向上转型由系统自动完成。
• ?BaseClass ploymophicBc = new SubClass();这行代码中的这个引用变量ploymophicBc的编译时类型是BaseClass，而运行时类型是SubClass。当运行时调用该引用变量的方法时，其方法行为总是表现出子类方法的行为特征，而非父类方法的行为特征。

• ?System.out.println(ploymophicBc.book);这行代码访问的是父类对象的实例变量，即输出的是“6”。对象的实例变量不具备多态性，所以在程序中输出的是父类BaseClass类的实例变量的值6。
• ?ploymophicBc.base();这行代码中引用变量ploymophicBc调用base( )方法将执行的是从父类继承得到的base( )方法，即输出的是“父类的普通方法”。
• ???ploymophicBc.test();这行代码中当引用变量ploymophicBc调用test( )方法时(父类BaseClass中定义了该方法，而子类SubClass中则覆盖了父类的该方法)，实际执行的是当前类的test( )方法，即子类SubClass类中覆盖后的test( )方法，即输出的是“子类的覆盖父类的方法”。
• ???ploymophicBc.sub();这行代码会在编译时引发错误：Cannot resolve method 'sub' in 'BaseClass'。虽然引用变量ploymophicBc实际上确实包含了sub( )方法，但是因为它的编译时类型为BaseClass，因此在编译时无法调用sub( )方法。

3. 注意点

• 引用变量在编译阶段只能调用其编译时类型所具有的方法，但运行时则执行它运行时类型所具有的方法。
• 个人理解：以ploymophicBc.test();这行代码为例，引用变量ploymophicBc在编译阶段只能调用其编译时类型（即父类BaseClass类）所具有的方法（即BaseClass类的test( )方法），但是在运行时它实际执行的是运行时类型（即子类SubClass类）所具有的方法（即SubClass类的test( )方法）。
• 编写Java代码时，引用变量只能调用声明该变量时所用类里包含的方法。例如，通过Object p = new Person(); 这行代码定义了一个变量p，则这个变量p只能调用Object类的方法，而不能调用Person类里定义的方法。
• 通过引用变量来访问其包含的实例变量时，系统总是试图访问它编译时类型所定义的成员变量，而不是它运行时类型所定义的成员变量。
• ploymophicBc.base();、ploymophicBc.test();这两行代码能够运行、而ploymophicBc.sub();这行代码不能运行的根本原因就在于：
  • ①引用变量ploymophicBc在调用base( )方法的时候，由于它在编译时类型为BaseClass，并且BaseClass类中包含base( )方法，所以可以通过编译。在运行时由于SubClass类中不具有base( )方法，所以该引用变量在调用base( )方法的时候只能调用从父类BaseClass类继承而来的base( )方法。
  • ②引用变量ploymophicBc在调用test( )方法的时候，由于它在编译时类型为BaseClass，而BaseClass类中含有test( )方法，所以该行代码可以通过编译。个人理解就是借由编译时类型通过了编译，然后后头就根据“运行时则执行它运行时类型所具有的方法”这个原则，由于它运行时类型为SubClass，所以最终实际执行的时SubClass类所具有的test( )方法。
  • ③引用变量ploymophicBc在调用sub( )方法的时候，由于它在编译时类型为BaseClass，然而BaseClass类并没有sub( )方法，所以它连编译这一关都过不了，会报错。