Java方法重載和重寫的區別

一、引言

在JAVA編程中，方法重載和重寫是兩個重要的概念。雖然它們看起來類似，但是它們的語法和語義都有很大的區別。簡單來說，方法重載是在一個類中，有多個相同名稱的方法，但參數列表不同，以實現不同的功能。而方法重寫是在子類中重新定義父類中已有的方法，以實現對該方法的修改或擴展。在該文章中，我們將從多個角度詳細介紹JAVA方法重載和重寫的區別。

二、JAVA方法重載和重寫的區別

1. JAVA重載和重寫的區別

JAVA中，方法重載（Overloading）和方法重寫（Overriding）常常會被混淆。儘管兩者都涉及方法的命名，但實際上它們具有截然不同的含義。

方法重載產生於同一個類中，它們具有相同的函數名稱，但是參數數量或類型不同。例如：

public class Calculator {
    public int add(int x, int y) {
        return x + y;
    }
    public int add(int x, int y, int z) {
        return x + y + z;
    }
}

上述代碼中，我們定義了一個名為「Calculator」的類。其中有兩個具有相同名稱的方法「add」，但是它們具有不同的參數數量。當我們按照不同的參數數量進行方法調用時，編譯器會自動選擇與調用參數類型最匹配的重載方法。

方法重寫，也叫覆蓋，是指子類重新定義了一個在父類中已有的方法，以覆蓋父類中原有的方法實現。例如：

public class Animal {
    public void move() {
        System.out.println("Animals can move");
    }
}
public class Dog extends Animal {
    public void move() {
        System.out.println("Dogs can walk and run");
    }
}

上述代碼中，我們定義了一個名為「Animal」的類，其中具有一個名為「move」的方法。我們還定義了一個名為「Dog」的類，它繼承自「Animal」，並且重新定義了「move」方法的實現。儘管兩者具有相同的方法名稱，但其語意和實現卻是不同的。

2. JAVA中方法重寫的實現原則

當我們重新定義一個父類中已有的方法時，必須遵循以下三條原則：

2.1）方法的名稱、參數數量和類型必須與父類中要被重寫的方法相同。

public class Animal {
    public void eat() {
        System.out.println("Animal is eating");
    }
}
public class Dog extends Animal {
    public void eat() { // eat 方法重新定義
        System.out.println("Dog is eating");
    }
}

上述代碼中，我們重新定義了「Animal」類中的「eat」方法。子類中重寫的方法名稱、參數數量和類型必須與父類中的方法完全一致。

2.2）方法的訪問修飾符「不能優於」父類中被重寫的方法。

訪問修飾符的優先順序從大到小依次是：private、預設、protected、public。如果我們在子類中嘗試用一個訪問修飾符「優於」它父類中的被重寫方法的訪問修飾符，那麼編譯器就會報錯。

public class Animal {
    protected void sound() {
        System.out.println("Animal is making a sound");
    }
}
public class Dog extends Animal {
   public void sound() {
        System.out.println("Dog is barking"); // error: attempting to assign weaker access privileges; was protected
    }
}

上述代碼中，在「Animal」類中，我們定義了一個受保護的「sound」方法。在「Dog」類中，我們試圖將其訪問修飾符改為「公共」，這是行不通的。因此，我們必須將其修飾符改為「protected」。

2.3）方法的返回類型必須與父類中被重寫的方法「相同」或「是它的子類」。

public class Animal {
    public Object getChild() {
        return new Animal(); // 返回一個 Animal 對象
    }
}
public class Dog extends Animal {
    public Dog getChild() { // 返回一個 Dog 對象
        return new Dog();
    }
}

上述代碼中，在「Animal」類中，我們定義了一個名為「getChild」的方法，它返回一個Animal對象，並且在「Dog」類中重新定義了它，使其返回一個Dog對象。由於Dog是Animal的子類，因此我們可以將其返回類型定義為Dog。這裡我們僅以這種方式將其「擴展」為例，特別需要注意的是，本原素類型並不是一個子類，所以我們不能將其返回類型定義為原來方法的本原素類型。

3. JAVA中方法重載和重寫的區別

3.1）方法重載和方法重寫的區別

方法重載和方法重寫最大的區別是，方法重載發生在同一類中，而方法重寫發生在子類和父類之間。此外，方法重載是為了實現「多樣」的操作，而方法重寫是為了實現「多態」的操作。

3.2）參數的不同

方法重載是指同一個類中定義多個名稱相同但形參不同的方法，形參包括形參類型、形參個數和形參順序。

public class Calculator {
    public int add(int x, int y) {
        return x + y;
    }
    public int add(int x, int y, int z) {
        return x + y + z;
    }
}

上述代碼中，我們定義了兩個名稱相同的方法，但參數列表不同。這樣，我們就可以在方法調用時，根據不同的參數調用不同的方法。

方法重寫，是指子類定義一個與父類同名、同參數、同返回類型的方法，來覆蓋父類的方法。

public class Animal {
    public void move() {
        System.out.println("Animals can move");
    }
}
public class Dog extends Animal {
    public void move() {
        System.out.println("Dogs can walk and run");
    }
}

上述代碼中，我們在子類「Dog」中重新定義了父類「Animal」的「move」方法。最終的行為結果是，當我們使用「Dog」對象調用「move」方法時，將會運行子類中定義的方法而不是父類中定義的方法。

3.3）返回類型的不同

在方法重載中，方法必須具有相同的方法名稱和不同的參數列表，但返回類型可以是任意類型，包括基礎類型和對象類型。

而在方法重寫中，方法必須具有相同的方法名稱和參數列表，並且返回類型必須「相同」或是「子類」。這是因為返回類型涉及到繼承的概念，我們必須確保方法返回的類型是合法的，即子類可以擴展給定實例（父類）的語意。如果返回類型是不同的，則該方法被視為重載而不是重寫。

3.4）訪問修飾符的不同

方法重載和方法重寫中訪問修飾符的使用是不同的。

在方法重載中，方法可以具有不同的訪問修飾符，但必須在同一類中。這是因為方法重載只涉及到同一類的語意和約定，所以不需要繼承（或子類擴展）的概念。

而在方法重寫中，子類必須使重寫方法的訪問修飾符「不小於」父類的訪問修飾符。這是因為子類繼承了父類的所有特性，包括其訪問修飾符設置。如果重寫方法的訪問修飾符小於父類的訪問修飾符，那麼該方法只能通過父類調用並隱式繼承其訪問修飾符。

結論

在JAVA編程中，方法重載和重寫是兩個重要的概念，它們雖然看起來類似，但是它們的語法和語義都有很大的區別。方法重載是在同一個類中，有多個相同名稱的方法，但參數列表不同，以實現不同的功能。而方法重寫是在子類中重新定義父類中已有的方法，以實現對該方法的修改或擴展。在實際編程中，快速理解和正確運用這兩個概念是非常重要的。