Java 变量不遵循多态和重写

在面向对象编程（OOP）世界中，多态性和重写是赋予编程语言灵活性和动态性的关键概念。Java作为一个强大的面向对象编程语言，完全支持这些特性。然而，关键是要理解在Java中这些特性仅适用于方法，而不适用于变量。在本文中，我们将探讨为什么Java中的变量不遵循多态性和重写，并深入理解Java的变量行为。

Java中的多态性

多态性是面向对象编程的基本概念，它允许将不同类型的对象视为共同超类型的对象，从而实现更灵活和可重用的代码编写。在Java中，多态性通过继承、接口和方法重写来实现。

示例

让我们来看一个示例。

class Animal {
   void sound() {
     System.out.println("The animal makes a sound");
   }
}
class Cat extends Animal {
   @Override
   void sound() {
      System.out.println("The cat meows");
   }
}
public class Main {
   public static void main(String[] args) {
      Animal myAnimal = new Cat();
      myAnimal.sound();
   }
}

输出

The cat meows

在这种情况下，myAnimal是一个指向Cat对象的Animal引用变量。当在myAnimal上调用sound()方法时，调用的是Cat类中的版本，而不是Animal类中的版本。这就是多态的实现，方法的调用由实际对象类型决定，而不是引用类型决定。

Java中的方法重写

方法重写是Java中的一种特定形式的多态性，其中子类提供了已在其父类中定义的方法的具体实现。子类中的方法必须与父类中的方法具有相同的名称、返回类型和参数。

为什么变量不遵循多态性和重写

与方法不同，Java中的变量不遵循多态性和重写的概念。这种差异源于方法和变量在对象中存在和操作的根本差异。

在Java中，实例变量属于类的实例，这意味着每个实例都有自己的实例变量副本。因此，在一个对象中改变实例变量的值不会影响同一类的其他对象。

另一方面，方法属于类本身，而不属于任何特定的实例。这意味着方法与变量不同，不对类的每个对象有独立的副本。

示例

让我们重新看一下上面的示例，这次添加实例变量：

class Animal {
   String sound = "The animal makes a sound";
   void makeSound() {
      System.out.println(sound);
   }
}
class Cat extends Animal {
   String sound = "The cat meows";
   @Override
   void makeSound() {
      System.out.println(sound);
   }
}
public class Main {
   public static void main(String[] args) {
      Animal myAnimal = new Cat();
      myAnimal.makeSound();
      System.out.println(myAnimal.sound);
   }
}

输出

The cat meows
The animal makes a sound

在这段代码中，myAnimal是一个指向Cat对象的Animal引用。在myAnimal上调用makeSound()方法将会打印“The cat meows”，但是System.out.println(myAnimal.sound)这一行将会打印“The animal makes a sound”。为什么会出现这种情况呢？因为方法遵循多态性，执行的是Cat类中的makeSound()方法。然而，变量不遵循多态性，使用的是Animal类中的sound变量。

这种行为是由变量隐藏原则造成的。如果子类中的变量与其父类中的变量同名，那么子类中的变量将会隐藏父类中的变量。

这并不意味着父类中的变量被覆盖了。两个变量仍然独立存在，而使用的是引用类型决定的，而不是实际对象类型决定的。这就是为什么当我们通过Animal引用访问sound变量时，得到的是Animal类中的sound值，而不是Cat类中的值。

变量覆盖与变量隐藏

在Java中，变量不像方法那样遵循覆盖的原则。而是遵循变量隐藏的原则。变量隐藏和方法覆盖在本质上是不同的：

方法覆盖 - 在覆盖中，子类为其父类中已经定义的方法提供了不同的实现。调用哪个方法是基于实际对象的类型，而不是引用类型，这样就实现了多态性。
变量隐藏 - 在变量隐藏中，如果子类中的变量与其父类中的变量同名，那么子类中的变量将会隐藏父类中的变量。使用哪个变量是基于引用类型，而不是实际对象的类型。

这些原则源于方法是行为的表示，而变量表示状态的事实。行为可以是多态和覆盖的，允许不同类型的对象以不同的方式行为。相比之下，由变量表示的状态属于特定实例，并且不具备多态性。