Overload del metodo nella JVM

Benvenuto nel nuovo blog Java Challengers ! Questo blog è dedicato a concetti stimolanti nella programmazione Java. Padroneggiali e sarai sulla buona strada per diventare un programmatore Java altamente qualificato.

Le tecniche in questo blog richiedono un certo sforzo per essere padroneggiate, ma faranno una grande differenza nella tua esperienza quotidiana come sviluppatore Java. Evitare i bug è più facile quando sai come applicare correttamente le tecniche di programmazione Java di base e tenere traccia dei bug è molto più facile quando sai esattamente cosa sta succedendo sul tuo codice Java.

Sei pronto per iniziare a padroneggiare i concetti fondamentali della programmazione Java? Allora iniziamo con il nostro primo Java Challenger!  

Terminologia: sovraccarico del metodo

A causa del termine sovraccarico , gli sviluppatori tendono a pensare che questa tecnica sovraccarichi il sistema, ma non è vero. Nella programmazione, il sovraccarico del metodo significa utilizzare lo stesso nome di metodo con parametri diversi. 

Cos'è il sovraccarico del metodo?

Il sovraccarico del metodo è una tecnica di programmazione che consente agli sviluppatori di utilizzare lo stesso nome di metodo più volte nella stessa classe, ma con parametri diversi. In questo caso, diciamo che il metodo è sovraccarico. Il listato 1 mostra un singolo metodo i cui parametri differiscono per numero, tipo e ordine.

Listato 1. Tre tipi di overload del metodo

 Number of parameters: public class Calculator { void calculate(int number1, int number2) { } void calculate(int number1, int number2, int number3) { } } Type of parameters: public class Calculator { void calculate(int number1, int number2) { } void calculate(double number1, double number2) { } } Order of parameters: public class Calculator { void calculate(double number1, int number2) { } void calculate(int number1, double number2) { } } 

Overload di metodi e tipi primitivi

Nel listato 1, vedi i tipi primitivi inte double. Lavoreremo di più con questi e altri tipi, quindi dedica un minuto a rivedere i tipi primitivi in ​​Java.

Tabella 1. Tipi primitivi in ​​Java

genere Gamma Predefinito Taglia Valori letterali di esempio
 boolean  vero o falso  falso  1 bit  vero falso
 byte  -128 .. 127  0  8 bit  1, -90, 128
 char  Carattere Unicode o da 0 a 65.536  \ u0000  16 bit  "a", "\ u0031", "\ 201", "\ n", 4
 short  -32.768 .. 32.767  0  16 bit  1, 3, 720, 22.000
 int  -2.147.483.648 .. 2.147.483.647  0  32 bit  -2, -1, 0, 1, 9
 long  -9.223.372.036.854.775.808 a 9.223.372.036.854.775.807  0  64 bit  -4000L, -900L, 10L, 700L
 float  3.40282347 x 1038, 1.40239846 x 10-45  0.0  32 bit  1.67e200f, -1.57e-207f, .9f, 10.4F
 double

 1.7976931348623157 x 10308, 4.9406564584124654 x 10-324

 0.0  64 bit  1.e700d, -123457e, 37e1d

Perché dovrei usare il sovraccarico del metodo?

Il sovraccarico rende il tuo codice più pulito e più facile da leggere e può anche aiutarti a evitare bug nei tuoi programmi.

In contrasto con Listato 1, immaginare un programma in cui si doveva più calculate()metodi con nomi come calculate1, calculate2, calculate3. . . non va bene, vero? Il sovraccarico del calculate()metodo consente di utilizzare lo stesso nome di metodo modificando solo ciò che deve essere modificato: i parametri. È anche molto facile trovare metodi sovraccaricati perché sono raggruppati nel codice.

Cosa non è il sovraccarico

Tieni presente che cambiare il nome di una variabile non è sovraccarico. Il codice seguente non verrà compilato:

 public class Calculator { void calculate(int firstNumber, int secondNumber){} void calculate(int secondNumber, int thirdNumber){} } 

Inoltre, non è possibile sovraccaricare un metodo modificando il tipo restituito nella firma del metodo. Neanche il codice seguente verrà compilato:

 public class Calculator { double calculate(int number1, int number2){return 0.0;} long calculate(int number1, int number2){return 0;} } 

Costruttore in sovraccarico

Puoi sovraccaricare un costruttore allo stesso modo di un metodo:

 public class Calculator { private int number1; private int number2; public Calculator(int number1) {this.number1 = number1;} public Calculator(int number1, int number2) { this.number1 = number1; this.number2 = number2; } } 

Accetta la sfida del sovraccarico del metodo!

Sei pronto per il tuo primo Java Challenger? Scopriamolo!

Inizia esaminando attentamente il codice seguente.

Listato 2. Sfida di sovraccarico del metodo avanzato

 public class AdvancedOverloadingChallenge3 { static String x = ""; public static void main(String... doYourBest) { executeAction(1); executeAction(1.0); executeAction(Double.valueOf("5")); executeAction(1L); System.out.println(x); } static void executeAction(int ... var) {x += "a"; } static void executeAction(Integer var) {x += "b"; } static void executeAction(Object var) {x += "c"; } static void executeAction(short var) {x += "d"; } static void executeAction(float var) {x += "e"; } static void executeAction(double var) {x += "f"; } } 

OK, hai esaminato il codice. Qual è l'output?

  1. befe
  2. bfce
  3. efce
  4. aecf

Controlla la tua risposta qui.

Cosa è appena successo? Come la JVM compila i metodi sovraccaricati

Per capire cosa è successo nel Listato 2, è necessario conoscere alcune cose su come la JVM compila i metodi sovraccaricati.

Prima di tutto, la JVM è intelligentemente pigra : eserciterà sempre il minimo sforzo possibile per eseguire un metodo. Quindi, quando pensi a come la JVM gestisce il sovraccarico, tieni a mente tre importanti tecniche di compilazione:

  1. Allargamento
  2. Boxe (autoboxing e unboxing)
  3. Varargs

Se non hai mai incontrato queste tre tecniche, alcuni esempi dovrebbero aiutarti a renderle chiare. Notare che la JVM li esegue nell'ordine dato .

Ecco un esempio di ampliamento :

 int primitiveIntNumber = 5; double primitiveDoubleNumber = primitiveIntNumber ; 

Questo è l'ordine dei tipi primitivi quando ampliati:

Rafael del Nero

Ecco un esempio di box automatico :

 int primitiveIntNumber = 7; Integer wrapperIntegerNumber = primitiveIntNumber; 

Nota cosa succede dietro le quinte quando questo codice viene compilato:

 Integer wrapperIntegerNumber = Integer.valueOf(primitiveIntNumber); 

Ed ecco un esempio di  unboxing :

 Integer wrapperIntegerNumber = 7; int primitiveIntNumber= wrapperIntegerNumber; 

Ecco cosa succede dietro le quinte quando questo codice viene compilato:

 int primitiveIntNumber = wrapperIntegerNumber.intValue(); 

Ed ecco un esempio di vararg ; nota che varargsè sempre l'ultimo ad essere eseguito:

 execute(int… numbers){} 

Cos'è varargs?

Used for variable arguments, varargs is basically an array of values specified by three dots (…) We can pass however many int numbers we want to this method.

For example:

execute(1,3,4,6,7,8,8,6,4,6,88...); // We could continue… 

Varargs is very handy because the values can be passed directly to the method. If we were using arrays, we would have to instantiate the array with the values.

Widening: A practical example

When we pass the number 1 directly to the executeAction method, the JVM automatically treats it as an int. That’s why the number doesn't go to the executeAction(short var) method.

Similarly, if we pass the number 1.0, the JVM automatically recognizes that number as a double.

Of course, the number 1.0 could also be a float, but the type is pre-defined. That’s why the executeAction(double var) method is invoked in Listing 2.

When we use the Double wrapper type, there are two possibilities: either the wrapper number could be unboxed to a primitive type, or it could be widened into an Object. (Remember that every class in Java extends the Object class.) In that case, the JVM chooses to wided the Double type to an Object because it takes less effort than unboxing would,  as I explained before.

The last number we pass is 1L, and because we've specified the variable type this time, it is long.

Video challenge! Debugging method overloading

Debugging is one of the easiest ways to fully absorb programming concepts while also improving your code. In this video you can follow along while I debug and explain the method overloading challenge:

Common mistakes with overloading

By now you’ve probably figured out that things can get tricky with method overloading, so let’s consider a few of the challenges you will likely encounter.

Autoboxing with wrappers

Java is a strongly typed programming language, and when we use autoboxing with wrappers there are some things we have to keep in mind. For one thing, the following code won't compile:

 int primitiveIntNumber = 7; Double wrapperNumber = primitiveIntNumber; 

Autoboxing will only work with the double type because what happens when you compile this code is the same as the following:

 Double number = Double.valueOf(primitiveIntNumber); 

The above code will compile. The first int type will be widened to double and then it will be boxed to Double. But when autoboxing, there is no type widening and the constructor from Double.valueOf will receive a double, not an int. In this case, autoboxing would only work if we applied a cast, like so:

 Double wrapperNumber = (double) primitiveIntNumber; 

Remember that Integer cannot be Long and Float cannot be Double. There is no inheritance. Each of these types--Integer, Long, Float, and Double--is a Number and an Object.

When in doubt, just remember that wrapper numbers can be widened to Number or Object. (There is a lot more to explore about wrappers but I will leave it for another post.)

Hard-coded number types in the JVM

When we don’t specify a type to a number, the JVM will do it for us. If we use the number 1 directly in the code, the JVM will create it as an int. If you try to pass 1 directly to a method that is receiving a short, it won’t compile.

For example:

 class Calculator { public static void main(String… args) { // This method invocation will not compile // Yes, 1 could be char, short, byte but the JVM creates it as an int calculate(1); } void calculate(short number) {} } 

The same rule will be applied when using the number 1.0; although it could be a float, the JVM will treat this number as a double:

 class Calculator { public static void main(String… args) { // This method invocation will not compile // Yes, 1 could be float but the JVM creates it as double calculate(1.0); } void calculate(float number) {} } 

Another common mistake is to think that the Double or any other wrapper type would be better suited to the method that is receiving a double. In fact, it takes less effort for the JVM to widen the Double wrapper to an Object instead of unboxing it to a double primitive type.

To sum up, when used directly in Java code, 1 will be int and 1.0 will be double. Widening is the laziest path to execution, boxing or unboxing comes next, and the last operation will always be varargs.

As a curious fact, did you know that the char type accepts numbers?

 char anyChar = 127; // Yes, this is strange but it compiles 

What to remember about overloading

Overloading is a very powerful technique for scenarios where you need the same method name with different parameters. It’s a useful technique because having the right name in your code makes a big difference for readability. Rather than duplicate the method and add clutter to your code, you may simply overload it. Doing this keeps your code clean and easy to read, and it reduces the risk that duplicate methods will break some part of the system.

What to keep in mind: When overloading a method the JVM will make the least effort possible; this is the order of the laziest path to execution:

  • First is widening
  • Second is boxing
  • Third is Varargs

What to watch out for: Tricky situations will arise from declaring a number directly: 1 will be int and 1.0 will be double.

Also remember that you can declare these types explicitly using the syntax of 1F or 1f for a float or 1D or 1d for a double.

That concludes our first Java Challenger, introducing the JVM’s role in method overloading. It is important to realize that the JVM is inherently lazy, and will always follow the laziest path to execution.

 

Answer key

The answer to the Java Challenger in Listing 2 is: Option 3. efce.

More about method overloading in Java

  • Java 101: Classes and objects in Java: A true beginner’s introduction to classes and objects, including short sections on methods and method overloading.
  • Java 101: Elementary Java language features: Learn more about why it matters that Java is a strongly typed language and get a full introduction to primitive types in Java.
  • Troppi parametri nei metodi Java, Parte 4: esplorare i limiti e gli svantaggi del sovraccarico dei metodi e come risolverli integrando tipi personalizzati e oggetti parametro.

Questa storia, "Sovraccarico del metodo nella JVM" è stata originariamente pubblicata da JavaWorld.