深入理解Java NumberFormat的运行时多态性-java教程-PHP中文网

深入理解Java NumberFormat的运行时多态性

霞舞

发布： 2025-10-09 13:54:08

原创

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深入理解java numberformat的运行时多态性

本文旨在解析Java NumberFormat类中看似由父类调用子类format方法的现象。核心在于NumberFormat是一个抽象类，其静态工厂方法getCurrencyInstance()返回的是其具体子类（如DecimalFormat）的实例。当通过父类引用调用final的format(long number)方法时，该方法内部会调用父类中声明为抽象的方法，而实际执行的则是子类提供的具体实现，这是Java多态性和抽象类设计的典型体现。

1. NumberFormat与DecimalFormat的类层级关系

在Java中，java.text.NumberFormat是一个抽象类，它定义了格式化和解析数字的通用接口。由于它是抽象的，我们不能直接实例化NumberFormat对象。相反，它提供了静态工厂方法（如getCurrencyInstance()、getNumberInstance()等）来获取其具体子类的实例。

通常情况下，当我们调用NumberFormat.getCurrencyInstance()时，返回的实际对象是一个java.text.DecimalFormat的实例。DecimalFormat是NumberFormat的一个具体子类，它实现了NumberFormat中所有抽象方法，并提供了更丰富的数字格式化功能。

import java.text.NumberFormat;

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        double totalSalaries = 14000;
        // currencyInstance 实际上是 DecimalFormat 的实例，但其类型被声明为 NumberFormat
        NumberFormat currencyInstance = NumberFormat.getCurrencyInstance();

        System.out.printf("The total payout should be %s%n", currencyInstance.format(totalSalaries));
    }
}

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在上述代码中，尽管currencyInstance变量被声明为NumberFormat类型，但它实际指向的是一个DecimalFormat对象。这是Java多态性的一个核心特征：父类引用可以指向子类对象。

2. format方法的调用机制解析

当我们通过currencyInstance.format(totalSalaries)调用format方法时，调试器中观察到的调用路径可能令人困惑。表面上看，它似乎先进入NumberFormat类的format方法，然后又跳转到DecimalFormat类的format方法。理解这一过程的关键在于NumberFormat类的设计。

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2.1 NumberFormat中的final方法

NumberFormat类中定义了一个final修饰的format(long number)方法：

public final String format(long number) {
    // 内部调用另一个抽象的 format 方法
    return format(number, new StringBuffer(),
                  DontCareFieldPosition.INSTANCE).toString();
}

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这个方法是final的，意味着子类不能覆盖它。它的作用是提供一个便捷的入口，将long类型的数字格式化为String。然而，这个方法本身并不包含实际的格式化逻辑，它仅仅是调用了NumberFormat类中另一个重载的format方法。

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2.2 NumberFormat中的抽象方法

NumberFormat类中还声明了一个抽象的format方法：

public abstract StringBuffer format(long number,
                                    StringBuffer toAppendTo,
                                    FieldPosition pos);

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由于NumberFormat是一个抽象类，它可以包含抽象方法。这个抽象方法定义了数字格式化的核心逻辑接口，但没有提供具体实现。任何继承NumberFormat并希望成为具体（可实例化）的子类都必须实现这个抽象方法。

2.3 DecimalFormat中的具体实现

DecimalFormat作为NumberFormat的一个具体子类，必须实现其所有抽象方法，包括上述的format方法。以下是DecimalFormat中该方法的简化实现（实际实现可能更复杂）：

@Override
public StringBuffer format(long number, StringBuffer result,
                           FieldPosition fieldPosition) {
    // 设置字段位置（通常用于高亮显示特定部分，如小数位）
    fieldPosition.setBeginIndex(0);
    fieldPosition.setEndIndex(0);

    // 实际的格式化逻辑可能进一步委托给其他内部方法
    return format(number, result, fieldPosition.getFieldDelegate());
}

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当调试器逐步执行currencyInstance.format(totalSalaries)时，会发生以下情况：

调用入口： 首先进入NumberFormat类的public final String format(long number)方法。这是因为currencyInstance变量的声明类型是NumberFormat，并且这个final方法是其公共接口的一部分。
内部委托： final方法内部调用了format(number, new StringBuffer(), DontCareFieldPosition.INSTANCE)。
多态分派： 尽管这个被调用的format方法在NumberFormat中是抽象的，但由于currencyInstance实际指向的是一个DecimalFormat对象，Java的运行时多态机制会确保调用的是DecimalFormat类中对这个抽象方法的具体实现。

因此，调试器显示先进入NumberFormat的final方法，然后跳到DecimalFormat的@Override方法，这正是Java面向对象设计中多态性（运行时绑定）的体现。父类定义了行为的骨架和接口，而子类提供了具体的实现。