Java 中的方法重载

Java 中的方法重载是指在同一个类中定义多个同名方法，但它们的参数类型和/或参数数量不同。当调用一个方法时，Java 会根据提供的参数来决定执行哪个版本。如果只需要执行一个操作，那么使用同名方法可以提高程序的可读性。

假设您需要对给定数字执行加法运算，但参数数量可以是任意的。如果您为两个参数编写方法 a(int,int)，为三个参数编写方法 b(int,int,int)，那么您和其他程序员可能难以理解方法的行为，因为它们的名称不同。以下是结合实际示例的解释：

方法重载示例

数学运算

在 Math 类中，您可能有多个用于添加数字的方法，每个方法接受不同数量的参数

在这里，add() 方法被重载以处理两个整数的加法和三个双精度浮点数的加法。

字符串操作

在一个用于字符串操作的工具类中，您可能拥有用于连接字符串的重载方法

这些方法能够根据传入的参数数量连接两个或三个字符串。

方法重载的方法

在 Java 中重载方法有两种方法

1. 通过改变参数的数量
2. 通过改变数据类型

注意：在 Java 中，仅通过改变方法的返回类型是无法实现方法重载的。

通过改变参数的数量

Java 中的方法重载允许定义多个同名但参数列表不同的方法。重载的一种常见形式是更改方法签名中的参数数量。在此示例中，我们创建了两个方法，第一个 add() 方法执行两个数字的加法，第二个 add 方法执行三个数字的加法。

在此示例中，我们创建了静态方法，这样我们就不需要创建实例来调用方法。

示例：通过改变参数数量实现方法重载

输出

22
33

通过改变数据类型

Java 中的方法重载也允许更改方法签名中参数的数据类型。以下是一个演示基于参数数据类型的方法重载的示例：在此示例中，我们创建了两个数据类型不同的方法。第一个 add 方法接收两个整数参数，第二个 add 方法接收两个双精度浮点数参数。

示例：通过改变参数数据类型实现方法重载

输出

22
24.9

问：为什么仅通过改变方法的返回类型无法实现方法重载？

Java 中的方法重载基于方法签名，其中包括方法名和参数列表。仅返回类型不足以区分重载方法，因为 Java 在解析方法调用时不会考虑返回类型。如果两个方法具有相同的名称和参数列表但返回类型不同，编译器将无法仅根据返回类型确定要调用哪个方法。让我们看看如何发生歧义

输出

Main.java:9: error: method add(int,int) is already defined in class Adder
    static double add(int a, int b) {
                  ^
1 error

System.out.println(Adder.add(11,11)); //在这里，Java 如何确定应该调用哪个 add() 方法？

注意：编译时错误优于运行时错误。因此，如果您声明具有相同参数的同名方法，Java 编译器将生成编译时错误。

我们可以重载 Java 的 main() 方法吗？

是的，从技术上讲，在 Java 中重载 main() 方法是可能的，但它不会被视为 Java 虚拟机 (JVM) 启动程序执行的入口点。虽然重载 main() 方法在语法上是有效的，但它不作为程序执行的入口点。JVM 期望入口点的标准签名是 public static void main(String[] args)。任何其他重载的 main() 方法都将被视为常规方法，并且不会由 JVM 调用以启动程序。因此，尽管重载 main() 是可能的，但它对程序执行没有实际用处。让我们看一个简单的例子

输出

main with String[]

方法重载和类型提升

如果没有找到匹配的数据类型，一种类型会隐式提升为另一种类型。让我们通过下图来理解这个概念

如上图所示，字节可以提升为短整型、整型、长整型、浮点型或双精度浮点型。短整型数据类型可以提升为整型、长整型、浮点型或双精度浮点型。字符数据类型可以提升为整型、长整型、浮点型或双精度浮点型，依此类推。

示例：带类型提升的方法重载

输出

40
60

示例：如果找到匹配项，带类型提升的方法重载

如果方法中有匹配的类型参数，则不执行类型提升。

输出

int arg method invoked

示例：在歧义情况下带类型提升的方法重载

如果方法中没有匹配的类型参数，并且每个方法提升相似数量的参数，则会出现歧义。

输出

Compile Time Error

注意：一种类型不会隐式降级，例如双精度浮点型不能隐式降级为任何类型。

方法重载的优点

可读性和可维护性：重载允许方法拥有相同的名称和不同的参数列表，这增加了代码的可读性和可理解性。它帮助开发人员以良好的方式命名不同的函数，以便其他开发人员可以轻松理解和维护代码。

代码重用性：为避免在功能相似时使用太多不同名称的方法，方法重载使得可以重用方法名但具有不同类型或数量的参数。这使得代码可重用，从而减少了代码重复。

灵活性：方法重载使开发人员能够创建可以调用任意数量不同参数类型或数量的方法。它提供了这种灵活性，可以创建可扩展到多种实用程序的 API。

多态性：方法重载是 Java 中实现多态性的关键，它允许相同类型的对象根据方法的参数对方法调用做出不同的反应。这种行为有点多态性，因此导致代码的模块化和可扩展性。

简化 API 设计：在 API 设计中，方法重载通过提供多种与相同功能交互的方式来简化接口。API 用户可以根据自己的需求选择最方便的方法签名，从而创建更周到、更以用户为中心的接口。

增强代码可读性：重载方法创造了将多功能函数封装在类中的机会。开发人员不仅为类似的操作选择相同的方法名，而且每个方法的目的及其预期用例也变得更加清晰。

方法重载的缺点

歧义：如果两个或多个重载方法具有相同类型的参数，则重载可能导致歧义。在这种情况下，编译器无法仅根据参数判断要调用哪个方法，因此可能会发生编译错误。

复杂性：过度使用方法重载可能会使代码复杂，特别是当存在许多同名但参数模式不同的重载方法时。这种复杂性增加了代码的理解和维护难度，尤其是对于熟悉代码库的开发人员而言。

隐藏行为：类似的 API 可能具有不同的结果和行为，这可能会使开发人员在这种情况下感到困惑。如果对类方法的此类使用没有正确记录或理解，则可能导致代码中出现意外结果或错误。

性能开销：尽管方法重载对性能的影响实际上可以忽略不计，但是过度使用具有复杂参数列表的重载方法可能会导致轻微的性能开销，这主要是由于运行时的方法解析。

过度使用：有些开发人员可能会完全绕过此规则，并过度使用方法重载，以避免为类似功能想出不同的方法名称。相比之下，过度调用重载方法存在代码膨胀和代码清晰度降低的风险，从而更难以确定每个方法的目的。

维护挑战：修改或扩展包含方法重载代码的开发人员应该更加小心，以确保他们所做的更改不会无意中影响其他重载方法的行为。这会增加维护难度，在大型代码库中尤其如此。

方法重载选择题

1. 以下关于 Java 方法重载的陈述中，哪一项是正确的？

1. 当同一个类中的两个方法具有相同的名称和相同的参数类型时，会发生方法重载。
2. 当子类提供其超类中定义的方法的特定实现时，会发生方法重载。
3. 方法重载允许具有不同返回类型的方法具有相同的名称。
4. 方法重载在编译时根据方法名称以及参数的数量或类型进行解析。

2. 以下对方法签名的更改中，哪一项不构成方法重载？

1. 更改方法的返回类型。
2. 更改方法的访问修饰符。
3. 更改方法的参数数量。
4. 更改方法的参数顺序。

3. 在方法重载中，以下哪一项是正确的？

1. 重载方法必须具有相同的返回类型。
2. 重载方法必须具有不同的访问修饰符。
3. 重载方法必须具有不同的名称。
4. 重载方法必须具有相同数量的参数。

4. 以下哪种方法调用会因为方法重载中的歧义而导致编译错误？

1. printInfo(10)
2. printInfo(10, "Java")
3. printInfo("Java", 10)
4. printInfo(10.5)

5. 在方法重载中，方法的返回类型可以是其签名的唯一区别吗？

1. 是的，允许这样做。
2. 不，不允许这样做。
3. 这取决于方法的访问修饰符。
4. 这取决于方法是静态方法还是实例方法。