Java編譯時型別與執行時型別

1. 定義

多型性是指相同型別的變數在呼叫同一個方法時，呈現出多種不同的行為特徵。

2. 範例說明

在SubClass.java檔案中存在兩個類：一個是父類別BaseClass，另一個是子類SubClass（繼承自BaseClass類）。

class BaseClass{
    public int book = 6;
    public void base(){
        System.out.println("父類別的普通方法");
    }
    public void test(){
        System.out.println("父類別的被覆蓋的方法");
    }
}

public class SubClass extends BaseClass {
    public String book = "輕量級Java EE企業應用實戰";
    public void test(){
        System.out.println("子類的覆蓋父類別的方法");
    }
    public void sub(){
        System.out.println("子類的普通方法");
    }
    public static void main(String[] args) {
        // 將子類物件直接賦值給一個父類別參照變數ploymophicBc
        BaseClass ploymophicBc = new SubClass();
        System.out.println(ploymophicBc.book);
        ploymophicBc.base();
        ploymophicBc.test();
//        ploymophicBc.sub();
    }
}

• ⭐在子類的main( )方法中，BaseClass ploymophicBc = new SubClass();這行程式碼將一個子類物件直接賦給一個父類別參照變數，無需任何型別轉換（或稱為向上轉型，upcasting），這種向上轉型由系統自動完成。
• ⭐BaseClass ploymophicBc = new SubClass();這行程式碼中的這個參照變數ploymophicBc的編譯時型別是BaseClass，而執行時型別是SubClass。當執行時呼叫該參照變數的方法時，其方法行為總是表現出子類方法的行為特徵，而非父類別方法的行為特徵。

• ⭐System.out.println(ploymophicBc.book);這行程式碼存取的是父類別物件的範例變數，即輸出的是“6”。物件的範例變數不具備多型性，所以在程式中輸出的是父類別BaseClass類的範例變數的值6。
• ⭐ploymophicBc.base();這行程式碼中參照變數ploymophicBc呼叫base( )方法將執行的是從父類別繼承得到的base( )方法，即輸出的是“父類別的普通方法”。
• ⭐⭐⭐ploymophicBc.test();這行程式碼中當參照變數ploymophicBc呼叫test( )方法時(父類別BaseClass中定義了該方法，而子類SubClass中則覆蓋了父類別的該方法)，實際執行的是當前類的test( )方法，即子類SubClass類中覆蓋後的test( )方法，即輸出的是“子類的覆蓋父類別的方法”。
• ⭐⭐⭐ploymophicBc.sub();這行程式碼會在編譯時引發錯誤：Cannot resolve method 'sub' in 'BaseClass'。雖然參照變數ploymophicBc實際上確實包含了sub( )方法，但是因為它的編譯時型別為BaseClass，因此在編譯時無法呼叫sub( )方法。

3. 注意點

• 參照變數在編譯階段只能呼叫其編譯時型別所具有的方法，但執行時則執行它執行時型別所具有的方法。
• 個人理解：以ploymophicBc.test();這行程式碼為例，參照變數ploymophicBc在編譯階段只能呼叫其編譯時型別（即父類別BaseClass類）所具有的方法（即BaseClass類的test( )方法），但是在執行時它實際執行的是執行時型別（即子類SubClass類）所具有的方法（即SubClass類的test( )方法）。
• 編寫Java程式碼時，參照變數只能呼叫宣告該變數時所用類裡包含的方法。例如，通過Object p = new Person(); 這行程式碼定義了一個變數p，則這個變數p只能呼叫Object類的方法，而不能呼叫Person類裡定義的方法。
• 通過參照變數來存取其包含的範例變數時，系統總是試圖存取它編譯時型別所定義的成員變數，而不是它執行時型別所定義的成員變數。
• ploymophicBc.base();、ploymophicBc.test();這兩行程式碼能夠執行、而ploymophicBc.sub();這行程式碼不能執行的根本原因就在於：
  • ①參照變數ploymophicBc在呼叫base( )方法的時候，由於它在編譯時型別為BaseClass，並且BaseClass類中包含base( )方法，所以可以通過編譯。在執行時由於SubClass類中不具有base( )方法，所以該參照變數在呼叫base( )方法的時候只能呼叫從父類別BaseClass類繼承而來的base( )方法。
  • ②參照變數ploymophicBc在呼叫test( )方法的時候，由於它在編譯時型別為BaseClass，而BaseClass類中含有test( )方法，所以該行程式碼可以通過編譯。個人理解就是藉由編譯時型別通過了編譯，然後後頭就根據“執行時則執行它執行時型別所具有的方法”這個原則，由於它執行時型別為SubClass，所以最終實際執行的時SubClass類所具有的test( )方法。
  • ③參照變數ploymophicBc在呼叫sub( )方法的時候，由於它在編譯時型別為BaseClass，然而BaseClass類並沒有sub( )方法，所以它連編譯這一關都過不了，會報錯。

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