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在Java中父类引用指向子类对象如何理解_Java多态表现形式说明

P粉602998670

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发布时间:2026-02-02 09:37:02

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来源于php中文网

原创

多态的底层实现是父类引用指向子类对象,JVM通过虚方法表在运行时动态绑定非private、非static、非final的实例方法;字段、静态方法等按引用类型静态绑定。

在java中父类引用指向子类对象如何理解_java多态表现形式说明

父类引用指向子类对象就是多态的底层实现方式

这不是一种“特殊写法”,而是Java多态(polymorphism)运行时行为的必然载体。当你写 Animal a = new Dog();,JVM 并不把 a 当作 Dog 类型来静态绑定,而是在调用 a.sound() 时,根据实际堆中对象的真实类型(Dog)去查虚方法表(vtable),最终执行 Dog.sound()。这和 C++ 的 virtual 函数机制本质一致。

哪些方法能被动态调用,哪些不能

只有满足「非 private、非 static、非 final」的实例方法才参与动态绑定。字段访问、静态方法、构造器、private 方法全部按引用类型(即父类)决定,跟实际对象无关。

  • a.name → 访问的是 Animal 类定义的 name 字段(哪怕 Dog 也声明了同名字段)
  • a.staticMethod() → 调用的是 Animal.staticMethod(),不会看右边是什么类
  • a.privateMethod() → 编译直接报错:无法从 Animal 引用访问 Dog 的 private 方法
  • a.toString() → 若 Dog 重写了 toString(),则执行 Dog.toString()

向下转型(cast)不是多态,而是绕过编译检查的危险操作

Dog d = (Dog) a; 是强制类型转换,它不改变多态行为本身,只是告诉编译器“我确定这个 a 实际是 Dog”。但若 a 实际是 Cat,运行时抛出 ClassCastException

Animal a = new Cat();
Dog d = (Dog) a; // 编译通过,运行时抛出 ClassCastException

安全做法是先用 instanceof 判断:

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if (a instanceof Dog) {
    Dog d = (Dog) a;
    d.bark(); // 此时调用才合法
}

接口引用指向实现类对象,原理完全相同

List list = new ArrayList();Animal a = new Dog(); 是同一套机制:左边是抽象类型(接口/父类),右边是具体实现。所有对 list.add()list.size() 的调用,都走 ArrayList 的实际实现——区别只在于接口没有字段、不能有构造器、默认方法有特殊规则。

容易忽略的一点:接口的默认方法(default)在子类未重写时,会按引用类型查找(即接口定义),而不是实际类;但一旦子类重写了,就回归动态绑定逻辑。

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