Java的动态绑定与双分派_动力节点Java学院整理

java的动态绑定

所谓的动态绑定就是指程执行期间（而不是在编译期间）判断所引用对象的实际类型，根据其实际的类型调用其相应的方法。java继承体系中的覆盖就是动态绑定的，看一下如下的代码：

class father { 
  public void method(){ 
    system.out.println("this is father's method"); 
  } 
} 
 
class son1 extends father{ 
  public void method(){ 
    system.out.println("this is son1's method"); 
  } 
} 
 
class son2 extends father{ 
  public void method(){ 
    system.out.println("this is son2's method"); 
  } 
} 
 
public class test { 
  public static void main(string[] args){ 
    father s1 = new son1(); 
    s1.method(); 
     
    father s2 = new son2(); 
    s2.method(); 
  } 
} 

运行结果如下：

this is son1's method
this is son2's method

通过运行结果可以看到，尽管我们引用的类型是father类型的，但是运行时却是调用的它实际类型（也就是son1和son2）的方法，这就是动态绑定。在java语言中，继承中的覆盖就是是动态绑定的，当我们用父类引用实例化子类时，会根据引用的实际类型调用相应的方法。

java的静态绑定

相对于动态绑定，静态绑定就是指在编译期就已经确定执行哪一个方法。在java中，方法的重载（方法名相同而参数不同）就是静态绑定的，重载时，执行哪一个方法在编译期就已经确定下来了。看一下代码：

class father {} 
class son1 extends father{} 
class son2 extends father{} 
 
class execute { 
  public void method(father father){ 
    system.out.println("this is father's method"); 
  } 
   
  public void method(son1 son){ 
    system.out.println("this is son1's method"); 
  } 
   
  public void method(son2 son){ 
    system.out.println("this is son2's method"); 
  } 
} 
 
public class test { 
  public static void main(string[] args){ 
    father father = new father(); 
    father s1 = new son1(); 
    father s2 = new son2(); 
 
    execute exe = new execute(); 
    exe.method(father); 
    exe.method(s1); 
    exe.method(s2); 
  } 
} 

运行结果如下：

this is father's method
this is father's method
this is father's method

在这里，程序在编译的时候就已经确定使用method(father father)方法了，不管我们在运行的时候传入的实际类型是什么，它永远都只会执行method(father father)这个方法。也就是说，java的重载是静态绑定的。

instanceof操作符与转型

有时候，我们希望在使用重载的时候，程序能够根据传入参数的实际类型动态地调用相应的方法，也就是说，我们希望java的重载是动态的，而不是静态的。但是由于java的重载不是动态绑定，我们只能通过程序来人为的判断，我们一般会使用instanceof操作符来进行类型的判断。我们要对method(father father)进行修改，在方法体中判断运行期间的实际类型，修改后的method(father father)方法如下：

public void method(father father){ 
  if(father instanceof son1){ 
    method((son1)father); 
  }else if(father instanceof son2){ 
    method((son2)father); 
  }else if(father instanceof father){ 
    system.out.println("this is father's method"); 
  } 
}  

请注意，我们必须把判断是否是父类的条件（也就是判断是否为father类的条件）放到最后，否则将一律会被判断为father类，达不到我们动态判断的目的。修改代码后，程序就可以动态地根据参数的实际类型来调用相应的方法了。运行结果如下：

this is father's method
this is son1's method
this is son2's method

但是这种实现方式有一个明显的缺点，它是伪动态的，仍然需要我们来通过程序来判断类型。假如father有100个子类的话，还是这样来实现显然是不合适的。必须通过其他更好的方式实现才行，我们可以使用双分派方式来实现动态绑定。

用双分派实现动态绑定

首先，什么是双分派？

类a中的方法method1和method2的区别就是，method2是双分派。我们可以看一下java双分派的特点：首先要有一个访问类b，类b提供一个showa(a a) 方法，在方法中，调用类a的method1方法，然后类a的method2方法中调用类b的showa方法并将自己作为参数传给showa。双分派的核心就是这个this对象。说到这里，我们已经明白双分派是怎么回事了，但是它有什么效果呢？就是可以实现方法的动态绑定，我们可以对上面的程序进行修改，代码如下：

class father { 
  public void accept(execute exe){ 
    exe.method(this); 
  } 
} 
class son1 extends father{ 
  public void accept(execute exe){ 
    exe.method(this); 
  } 
} 
class son2 extends father{ 
  public void accept(execute exe){ 
    exe.method(this); 
  } 
} 
 
class execute { 
  public void method(father father){ 
    system.out.println("this is father's method"); 
  } 
   
  public void method(son1 son){ 
    system.out.println("this is son1's method"); 
  } 
   
  public void method(son2 son){ 
    system.out.println("this is son2's method"); 
  } 
} 
 
public class test { 
  public static void main(string[] args){ 
    father father = new father(); 
    father s1 = new son1(); 
    father s2 = new son2(); 
 
    execute exe = new execute(); 
    father.accept(exe); 
    s1.accept(exe); 
    s2.accept(exe); 
  } 
} 

可以看到我们修改的地方，在father，son1，son2中分别加入一个双分派的方法。调用的时候，原本是调用execute的method方法，现在改为调用father的accept方法。运行结果如下：

this is father's method
this is son1's method
this is son2's method

运行结果符合我们的预期，实现了动态绑定。双分派实现动态绑定的本质，就是在重载方法委派的前面加上了继承体系中覆盖的环节，由于覆盖是动态的，所以重载就是动态的了，与使用instanceof操作符的效果是一样的（用instanceof操作符可以实现重载方法动态绑定的原因也是因为instanceof操作符是动态的）。但是与使用instanceof操作符实现动态绑定相比，双分派方式的可扩展性要好的多。