Java 中的函数重载和覆盖

Java 语言在方法的使用和多态性方面具有很强的支持。在 Java 中，函数重载和覆盖都是两种常用的方法形式。如果想要成为一个 Java 开发人员，必须理解这两种方法，并且能够知道如何正确使用它们才能编写出高效、简洁且可读性好的代码。在本文中，我们将详细探讨函数重载和覆盖在 Java 中的作用以及它们之间的区别。

函数重载

函数重载是指在同一个类中，可以有多个拥有相同名称但参数类型、顺序和数量不同的函数。在执行代码时，编译器会根据函数的不同参数列表选择正确的函数调用。与函数名称相同的其它函数将在执行时被忽略。换句话说，函数重载可以理解为同样的方法名称，但是为了避免混淆和错误，它们的输入参数可能不同。

我们来看一个简单的示例：

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

在上面的代码中，我们定义了三个 add() 方法，分别是 add(int x, int y), add(double x, double y) 和 add(int x, int y, int z)，它们之间的区别在于参数类型和数量。当我们在代码中调用 add() 方法时，编译器会根据传入的参数类型来确定该调用哪个方法。例如：

MathOperation mathOperation = new MathOperation();

int sum = mathOperation.add(10, 20);
double doubleSum = mathOperation.add(2.5, 3.5);
int sumOfThreeNum = mathOperation.add(5, 10, 15);

在上面的代码片段中，我们分别调用了三种不同的 add() 方法，它们的返回值分别是 int、double 和 int。同时，编译器也可以防止我们在方法调用时出错，例如在下面的代码中：

int errorSum = mathOperation.add(10, 20.0); // 编译错误，因为没有 add(int x, double y) 方法

可以看到，使用函数重载可以提高代码的灵活性和复用性，同时避免参数的混淆和错误。

函数覆盖

函数覆盖是指在 Java 中，父类的方法可以被子类中的方法所重写。函数覆盖是面向对象编程语言中一个非常重要的概念，因为它使得子类能够在继承父类方法的基础上进行修改和扩展，以满足自己的需求。

我来举个例子：

public class Animal {
 
    public void makeSound() {
        System.out.println("I am an animal.");
    }
}

在上面的代码中，我们定义了一个 Animal 类，它只包含了一个 makeSound() 方法，输出 "I am an animal."。我们再在这个类的基础上扩展一个子类：

public class Dog extends Animal {
 
    @Override
    public void makeSound() {
        System.out.println("I am a dog.");
    }
}

在这个子类中，我们覆盖了 makeSound() 方法，将输出内容变为了 "I am a dog."。当我们在代码中调用子类的 makeSound() 方法时，会输出 "I am a dog."，而不是父类的 "I am an animal."。

Animal animal = new Animal();
animal.makeSound(); // 输出 "I am an animal."
 
Dog dog = new Dog();
dog.makeSound(); // 输出 "I am a dog."

需要注意的是，我们使用 @Override 注解来表示子类中的 makeSound() 方法是对父类方法的覆盖。这个注解的作用是告诉编译器，我们意欲覆盖父类中的方法，如果没有成功覆盖，编译器就会提示错误。此外，子类覆盖父类的方法必须满足如下条件：

- 方法名称必须与父类相同；

- 参数列表必须与父类相同；

- 返回类型必须与父类相同或子类；

- 访问权限不能低于父类的访问权限；

- 抛出的异常列表不能大于父类的异常列表。

函数重载和覆盖的区别

从上面的代码中可以看出，函数重载和覆盖在 Java 中有不同的使用场合和效果。它们的主要区别如下：

1. 参数列表不同。函数重载的参数可以不同，而函数覆盖的参数必须相同。

2. 返回类型不同。函数重载的返回值可以不同，但函数覆盖的返回值必须相同或子类类型。

3. 内存占用不同。函数重载在编译时静态确定，多个方法的代码会同时存储在内存中，会占用更多的内存空间；而函数覆盖只保留子类方法的引用，不会占用额外的内存空间。

4. 调用方式不同。函数重载根据传入的参数类型不同调用不同的方法，而函数覆盖根据父类或子类的引用来调用不同的方法。

总的来说，函数重载实际上是一种方法名称的重用，它允许程序员在类中定义多个具有相同名称的方法，但是参数列表有所不同。函数覆盖则是父类方法的子类版本，子类可以选择性地重新编辑父类方法，而不需要为其添加新的方法。

在开发中，选择何时使用函数重载和何时使用函数覆盖通常取决于自己的实际需求。需要强调的是，在编写代码时，必须要尽可能保持代码的可读性和简洁性，这既包括使用函数重载和覆盖，也包括避免进行过多的方法重载和覆盖。