Surcharge de méthode dans la JVM

Bienvenue sur le nouveau blog Java Challengers ! Ce blog est dédié aux concepts complexes de la programmation Java. Maîtrisez-les et vous serez sur la bonne voie pour devenir un programmeur Java hautement qualifié.

Les techniques de ce blog demandent quelques efforts à maîtriser, mais elles feront une grande différence dans votre expérience quotidienne en tant que développeur Java. Éviter les bogues est plus facile lorsque vous savez comment appliquer correctement les principales techniques de programmation Java, et le suivi des bogues est beaucoup plus facile lorsque vous savez exactement ce qui se passe sur votre code Java.

Êtes-vous prêt à commencer à maîtriser les concepts de base de la programmation Java? Alors commençons avec notre premier Java Challenger!  

Terminologie: surcharge de méthode

En raison du terme surcharge , les développeurs ont tendance à penser que cette technique surchargera le système, mais ce n'est pas vrai. En programmation, la surcharge de méthode signifie utiliser le même nom de méthode avec des paramètres différents. 

Qu'est-ce que la surcharge de méthode?

La surcharge de méthode est une technique de programmation qui permet aux développeurs d'utiliser le même nom de méthode plusieurs fois dans la même classe, mais avec des paramètres différents. Dans ce cas, on dit que la méthode est surchargée. Le listing 1 montre une seule méthode dont les paramètres diffèrent par le nombre, le type et l'ordre.

Listing 1. Trois types de surcharge de méthodes

 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) { } } 

Surcharge de méthode et types primitifs

Dans le listing 1, vous voyez les types primitifs intet double. Nous travaillerons davantage avec ces types et d'autres, alors prenez une minute pour passer en revue les types primitifs en Java.

Tableau 1. Types primitifs en Java

Type Intervalle Défaut Taille Exemples de littéraux
 boolean  vrai ou faux  faux  1 bit  vrai faux
 byte  -128 .. 127  0  8 bits  1, -90, 128
 char  Caractère Unicode ou 0 à 65 536  \ u0000  16 bits  'a', '\ u0031', '\ 201', '\ n', 4
 short  -32 768 .. 32 767  0  16 bits  1, 3, 720, 22 000
 int  -2 147 483 648 .. 2 147 483 647  0  32 bits  -2, -1, 0, 1, 9
 long  -9,223,372,036,854,775,808 à 9,223,372,036,854,775,807  0  64 bits  -4000L, -900L, 10L, 700L
 float  3.40282347 x 1038, 1.40239846 x 10-45  0,0  32 bits  1.67e200f, -1.57e-207f, .9f, 10.4F
 double

 1.7976931348623157 x 10308, 4.9406564584124654 x 10-324

 0,0  64 bits  1.e700d, -123457e, 37e1d

Pourquoi devrais-je utiliser la surcharge de méthode?

La surcharge rend votre code plus propre et plus facile à lire, et peut également vous aider à éviter les bogues dans vos programmes.

Contrairement au Listing 1, imaginez un programme dans lequel vous disposiez de plusieurs calculate()méthodes avec des noms comme calculate1 calculate2,, calculate3. . . pas bon, non? La surcharge de la calculate()méthode vous permet d'utiliser le même nom de méthode tout en ne changeant que ce qui doit changer: les paramètres. Il est également très facile de trouver des méthodes surchargées car elles sont regroupées dans votre code.

Ce que la surcharge n'est pas

Sachez que changer le nom d'une variable ne surcharge pas . Le code suivant ne se compile pas:

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

Vous ne pouvez pas non plus surcharger une méthode en modifiant le type de retour dans la signature de méthode. Le code suivant ne se compilera pas non plus:

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

Surcharge du constructeur

Vous pouvez surcharger un constructeur de la même manière qu'une méthode:

 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; } } 

Relevez le défi de la surcharge de méthode!

Êtes-vous prêt pour votre premier Java Challenger? Découvrons-le!

Commencez par lire attentivement le code suivant.

Listing 2. Défi de surcharge de méthode avancée

 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"; } } 

D'accord, vous avez lu le code. Quelle est la sortie?

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

Vérifiez votre réponse ici.

Qu'est-ce qui vient juste de se passer? Comment la JVM compile les méthodes surchargées

Afin de comprendre ce qui s'est passé dans le Listing 2, vous devez savoir comment la JVM compile les méthodes surchargées.

Tout d'abord, la JVM est intelligemment paresseuse : elle exercera toujours le moins d'effort possible pour exécuter une méthode. Ainsi, lorsque vous réfléchissez à la façon dont la JVM gère la surcharge, gardez à l'esprit trois techniques de compilation importantes:

  1. Élargissement
  2. Boxe (autoboxing et unboxing)
  3. Varargs

Si vous n'avez jamais rencontré ces trois techniques, quelques exemples devraient vous aider à les clarifier. Notez que la JVM les exécute dans l'ordre indiqué .

Voici un exemple d' élargissement :

 int primitiveIntNumber = 5; double primitiveDoubleNumber = primitiveIntNumber ; 

C'est l'ordre des types primitifs lorsqu'ils sont élargis:

Rafael del Nero

Voici un exemple d' autoboxing :

 int primitiveIntNumber = 7; Integer wrapperIntegerNumber = primitiveIntNumber; 

Notez ce qui se passe dans les coulisses lorsque ce code est compilé:

 Integer wrapperIntegerNumber = Integer.valueOf(primitiveIntNumber); 

Et voici un exemple de  déballage :

 Integer wrapperIntegerNumber = 7; int primitiveIntNumber= wrapperIntegerNumber; 

Voici ce qui se passe dans les coulisses lorsque ce code est compilé:

 int primitiveIntNumber = wrapperIntegerNumber.intValue(); 

Et voici un exemple de varargs ; notez que varargsc'est toujours le dernier à être exécuté:

 execute(int… numbers){} 

Qu'est-ce que 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.
  • Trop de paramètres dans les méthodes Java, Partie 4: Explorez les limites et les inconvénients de la surcharge de méthodes, et comment y remédier en intégrant des types personnalisés et des objets paramètres.

Cette histoire, "Surcharge de méthode dans la JVM" a été publiée à l'origine par JavaWorld.