Переопределение (override) методов

Привет! Ты уже используешь методы в Java и знаешь о них многое. Наверняка ты сталкивался с ситуацией, когда в одном классе было много методов с одинаковым названием, но разными аргументами. Если помнишь, в тех случаях мы использовали механизм перегрузки методов. Сегодня рассмотрим другую ситуацию. Представь, что у нас есть один общий метод, но он должен делать разные вещи в зависимости от того, в каком классе он был вызван. Как реализовать такое поведение? Чтобы разобраться, возьмем родительский класс Animal, обозначающий животных, и создадим в нем метод voice — «голос»:

public class Animal {
  
   public void voice() {

       System.out.println("Голос!");
   }
}

Хотя мы только начали писать программу, потенциальная проблема тебе, скорее всего, видна: животных в мире очень много, и все «говорят» по-разному: кошки мяукают, утки крякают, змеи шипят. Наша цель проста: избежать создания кучи методов для подачи голоса. Вместо того, чтобы создавать методы voiceCat() для мяуканья, voiceSnake() для шипения и т.д., мы хотим, чтобы при вызове метода voice() змея шипела, кошка мяукала, а собака лаяла. Мы легко добьемся этого с помощью механизма переопределения методов (Override в Java). Википедия дает такое пояснение термина «переопределение»: Переопределение метода (англ. Method overriding) в объектно-ориентированном программировании — одна из возможностей языка программирования, позволяющая подклассу или дочернему классу обеспечивать специфическую реализацию метода, уже реализованного в одном из суперклассов или родительских классов. Оно, в общем-то, правильное. Переопределение позволяет взять какой-то метод родительского класса и написать в каждом классе-наследнике свою реализацию этого метода. Новая реализация «заменит» родительскую в дочернем классе. Рассмотрим, как это выглядит на примере. Создадим 4 класса-наследника для нашего класса Animal:

public class Bear extends Animal {
   @Override
   public void voice() {
       System.out.println("Р-р-р!");
   }
}
public class Cat extends Animal {

   @Override
   public void voice() {
       System.out.println("Мяу!");
   }
}

public class Dog extends Animal {

   @Override
   public void voice() {
       System.out.println("Гав!");
   }
}


public class Snake extends Animal {

   @Override
   public void voice() {
       System.out.println("Ш-ш-ш!");
   }
}

Небольшой лайфхак на будущее: чтобы переопределить методы родительского класса, перейди в код класса-наследника в Intellij IDEa, нажми Ctrl+O и выбери в меню «Override methods...». Привыкай пользоваться горячими клавишами с начала, это ускоряет написание программ! Чтобы задать нужное нам поведение, мы сделали несколько вещей:

1. Создали в каждом классе-наследнике метод с таким же названием, как и у метода в родительском классе.

2. Сообщили компилятору, что мы не просто так назвали метод так же, как в классе-родителе: хотим переопределить его поведение. Для этого «сообщения» компилятору мы поставили над методом аннотацию @Override («переопределен»).
   Проставленная над методом аннотация @Override сообщает компилятору (да и читающим твой код программистам тоже): «Все ок, это не ошибка и не моя забывчивость. Я помню, что такой метод уже есть, и хочу переопределить его».

3. Написали нужную нам реализацию для каждого класса-потомка. Змея при вызове voice() должна шипеть, медведь — рычать и т.д.

Давай посмотрим, как это будет работать в программе:

public class Main {

   public static void main(String[] args) {

       Animal animal1 = new Dog();
       Animal animal2 = new Cat();
       Animal animal3 = new Bear();
       Animal animal4 = new Snake();
      
       animal1.voice();
       animal2.voice();
       animal3.voice();
       animal4.voice();
   }
}

Вывод в консоль: Гав! Мяу! Р-р-р! Ш-ш-ш! Отлично, все работает как надо! Мы создали 4 переменных-ссылки родительского класса Animal, и присвоили им 4 разных объекта классов-наследников. В результате каждый объект ведет себя по-своему. Для каждого из классов-наследников переопределенный метод voice() заменил «родной» метод voice() из класса Animal (который выводит в консоль просто «Голос!»). У переопределения есть ряд ограничений:

1. У переопределенного метода должны быть те же аргументы, что и у метода родителя.

   Если метод voice родительского класса принимает на вход String, переопределенный метод в классе-потомке тоже должен принимать на вход String, иначе компилятор выдаст ошибку:

   
   public class Animal {
   
      public void voice(String s) {
   
          System.out.println("Голос! " + s);
      }
   }
   
   public class Cat extends Animal {
   
      @Override//ошибка!
      public void voice() {
          System.out.println("Мяу!");
      }
   }
   




2. У переопределенного метода должен быть тот же тип возвращаемого значения, что и у метода родителя.

   В ином случае мы получим ошибку компиляции:

   
   public class Animal {
   
      public void voice() {
   
          System.out.println("Голос!");
      }
   }
   
   
   public class Cat extends Animal {
   
      @Override
      public String voice() {         //ошибка!
          System.out.println("Мяу!");
          return "Мяу!";
      }
   }
   




3. Модификатор доступа у переопределенного метода также не может отличаться от «оригинального»:

   
   public class Animal {
   
      public void voice() {
   
          System.out.println("Голос!");
      }
   }
   
   public class Cat extends Animal {
   
      @Override
      private void voice() {      //ошибка!
          System.out.println("Мяу!");
      }
   }
   

Переопределение методов в Java — один из инструментов для реализации идеи полиморфизма. Поэтому главным преимуществом его использования будет та же гибкость, о которой мы говорили ранее. Мы можем выстроить простую и логичную систему классов, каждый из которых будет обладать специфическим поведением (собаки лают, кошки мяукают), но единым интерфейсом — один метод voice() на всех вместо кучи методов voiceDog(), voiceCat() и т.д.