Java 面向對象進階：Object 核心方法、類型轉換、動態綁定與多態機制深度解析

Object 類：所有類的隱式父類

// 以下兩種寫法等價
public class Person { }
public class Person extends Object { }

toString()：對象的字符串名片

• 默認實現：getClass().getName() + "@" + Integer.toHexString(hashCode())（如 Person@15db9742），無業務意義。
• 必須重寫：返回業務關鍵字段組合，便於日誌/調試。

  @Override
  public String toString() {
      return "User{id=" + id + ", name='" + name + "'}";
  }

• 字符串拼接 "user=" + user 會自動調用 user.toString()。

equals()：業務邏輯相等性判斷

• 默認實現：this == obj（比較引用地址）。
• 重寫契約：自反性、對稱性、傳遞性、一致性、非空性。
• 標準重寫模板：

  @Override
  public boolean equals(Object o) {
      if (this == o) return true;
      if (o == null || getClass() != o.getClass()) return false;
      User user = (User) o;
      return id == user.id && Objects.equals(name, user.name);
  }

• 配套重寫 hashCode()：equals(true) ⇒ hashCode() 相等，否則 HashMap/HashSet 失效。

類型轉換：向上轉型與向下轉換

instanceof 最佳實踐

if (animal instanceof Cat) {
    Cat c = (Cat) animal; // 安全
    c.catchMouse();
}
// Java 14+ 模式匹配簡寫
if (animal instanceof Cat c) {
    c.catchMouse();
}

動態綁定與多態：運行時決定「調用誰」

核心條件（三要素）

1. 繼承（extends/implements）
2. 重寫（Override，方法簽名相同，返回類型协变）
3. 父類引用指向子類對象（向上轉型）

運行時調用鏈路

class Animal { void sound() { print("動物叫聲"); } }
class Cat extends Animal { @Override void sound() { print("喵~"); } }
class Dog extends Animal { @Override void sound() { print("汪!"); } }

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        Animal a1 = new Cat();
        Animal a2 = new Dog();
        a1.sound(); // 輸出：喵~
        a2.sound(); // 輸出：汪!
        // 編譯期綁定 Animal.sound()，運行期根據實際對象類型分派
    }
}

可擴展性演示：開閉原則（OCP）

• 新增 Bird extends Animal 並重寫 sound()。
• 測試代碼零修改，直接 new Bird() 賦值給 Animal 變量即可。
• 多態消除了大量 if-else/typeof 分支，符合「對擴展開放，對修改關閉」。

構造方法調用順序（含繼承）

1. 父類靜態字段/靜態塊
2. 子類靜態字段/靜態塊
3. 父類實例字段/實例塊
4. 父類構造方法
5. 子類實例字段/實例塊
6. 子類構造方法

子類構造方法首行隱式/顯式調用 super(...)，保證父類部分先完成初始化。

總結：多態威力

• 統一介面處理異構對象（集合存儲、參數傳遞、返回類型）。
• 解耦「做什麼」與「怎麼做」，支援插件化架構、策略模式、模板方法模式。
• 配合抽象類/介面，構建可擴展框架骨架。

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