考虑到从基类继承时示例化的顺序，Java如何知道何时重写类方法？

tzdcorbm 于 2023-06-20 发布在 Java

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我在大学里学习OOP（Java），遇到了以下代码：

// This example program aims at inspecting and understanding the order in which the individual 
// initialization steps are taken when executing this program.

public class ConstructorTest {
    public static void main(String[] args) {
        new Sub();
    }
}

class Super {
    Super() {
        System.out.println("Super constructor");
        m();
    }

    void m() {
        System.out.println("Method m() of class Super");
    }
}

class Sub extends Super {
    Person p = new Person();

    Sub() {
        System.out.println("Sub constructor");
        m();
    }

    @Override
    void m() {
        System.out.println("Method m() of class Sub");
        System.out.println(p.getName());
    }
}

class Person {
    String name;

    String getName() {
        return "John Doe";
    }
}

代码的输出如下：

"Super constructor"
"Method m() of class Sub"
NullPointerException

发生NullPointerException的原因是无法调用p.getName()，因为Person p = new Person()是用null示例化的。（这是故意的！）
程序按以下顺序执行：
1.执行ConstructorTest类中的main方法。

new Sub()被调用，这调用了Sub类的构造函数。
Sub类构造函数开始执行。
1.由于Sub类扩展了Super类，因此在Sub类构造函数的主体之前调用超类构造函数Super()。
1.在Super类构造函数中：
a）System.out.println("Super constructor");行将“Super constructor”打印到控制台。
B）调用方法m()。由于Sub类覆盖了此方法，因此将调用Sub类中被覆盖的版本。但是，此时，Sub类构造函数尚未完成执行。
1.控制返回到Super类构造函数，构造函数执行完成。
1.控件返回到Sub类构造函数。
1.遇到行Person p = new Person();。
Person类构造函数被调用，它没有任何显式输出。
1.创建Person类的示例并将其分配给p示例变量。
1.控制返回到Sub类构造函数，构造函数执行完成。
1.执行Sub类构造函数中的System.out.println("Sub constructor");行，将“Sub constructor”打印到控制台。
1.再次调用m()方法，这次是在Sub类构造函数中。
1.在Sub类中被重写的m()方法内部：
a）执行System.out.println("Method m() of class Sub");行，将“Method m（）of class Sub”打印到控制台。
B）执行System.out.println(p.getName());行，它调用Person类的初始化p示例上的getName()方法，并将“John Doe”打印到控制台。
我的问题是：
当调用Super类构造函数时，Java首先将System.out.println("Super constructor");打印到控制台。在下一步中，它将调用Super.m()。但是，由于Super.m()在Sub类中被覆盖，因此它改为调用Sub.m()。如果示例化的顺序要求在子类构造函数之前调用超类构造函数，那么Java如何知道Sub类覆盖了Super类中的方法m()？它是否递归地检查每个基类方法是否有同名的子类方法？是否在示例化基类之前“扫描”了Sub类，从而Java知道在示例化时遇到基类方法时如何处理它？
基本上，我想更好地理解当Java重写类方法时，幕后发生了什么。

Java

来源：https://stackoverflow.com/questions/76489203/considering-the-order-of-instanciation-when-inheriting-from-a-base-class-how-do

2条答案

按热度按时间

3qpi33ja1#

您假设类元数据的初始化依赖于对象的初始化，但事实并非如此。类在创建该类的第一个示例之前初始化，并且所有示例共享类数据。
例如，当您运行以下程序时

public class Super {
    public void method1() {}
    public void method2() {}
}

public class Sub extends Super {
    @Override public void method2(){}

    public static void main(String[] args) throws NoSuchMethodException {
        System.out.println(Sub.class.getMethod("method1").getDeclaringClass());
        System.out.println(Sub.class.getMethod("method2").getDeclaringClass());
    }
}

会打印出来的

class Super
class Sub

这表明，即使该类的示例不存在，也知道哪个方法被重写了。（类和方法必须是public，本例才能正常工作）
在线演示（使用内部类将两个公共类放在一个文件中）
我们还可以证明，无论构造函数的执行如何，每个对象都是其类的示例：

public class Sub extends Super {
    public static void main(String[] args) throws NoSuchMethodException {
        new Sub();
    }
}
class Super {
    Super() {
        System.out.println("Constructing object of type " + getClass());
    }
}

印刷品

Constructing object of type class Sub

执行new Sub()时，会发生两件事：

首先，为Sub的示例分配内存，内存足够大，可以容纳属于Sub的所有示例字段（包括继承的字段）。对象的元数据被初始化以指示它是Sub的示例（考虑指向类元数据的不可更改的指针），并且所有字段被初始化为其类型的默认值（零、false或null）。
然后执行构造函数。这包括字段初始化器和初始化器块的执行，这发生在super构造函数调用之后，但在构造函数的任何其他语句之前。

超级构造函数可以调用重写的方法，如前所述，但在构造函数中调用可重写的方法通常不是一个好主意，因为这些重写的方法将看到子类的字段处于其默认状态。

public class Sub extends Super {
    public static void main(String[] args) throws NoSuchMethodException {
        new Sub();
    }

    int value = 10;

    @Override
    void method() {
        System.out.println("value = " + value);
    } 
}
class Super {
    Super() {
        System.out.println("Constructing object of type " + getClass());
        method();
    }
    void method() {}
}

印刷品

Constructing object of type class Sub
value = 0

在线演示

赞(0）回复(0）举报 2023-06-20

t9aqgxwy2#

还有一个 * 静态初始化 *。这将在编译器需要资源时发生。

Initializing Fields (The Java™ Tutorials > Learning the Java Language > Classes and Objects)*。

在这种情况下，在下面的声明期间。

class Sub extends Super

因此，步骤如下。
1.Sub 构造函数方法从 main 调用
1.Super 静态初始化，因为 Sub 扩展了 Super
1.Sub 静态初始化，因为它总是在类的初始化之前调用
1.Super 构造函数方法，因为 Sub 扩展了 Super
1.最后，m，来自 Sub，因为您的电话来自 Sub

"...如果示例化的顺序规定父类构造函数必须在子类构造函数之前调用，那么Java如何知道Sub类覆盖了Super类中的方法m()？..."*

例如，为每个类添加一个 * 静态初始化块 *。

static {
    System.out.println("super, static initialization");
}

输出量

super, static initialization
sub, static initialization
Super constructor
Method m() of class Sub

赞(0）回复(0）举报 2023-06-20

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