【java】スーパクラス型でサブクラスのインスタンスを生成した場合のメソッドコールについて

Question

オブジェクト型のキャストについて

現在Java silverを学習中で、オブジェクト型のキャストについて詰まってしまったので
知識を拝借させていただきたくご質問いたします。

クラスをインスタンス化する際に、スーパクラスの型で、サブクラスのインスタンスを生成し、
サブクラスのメソッドをコールする場合,ダウンキャストをしなければコンパイルエラーが発生
するというのは、理解ができました。

しかし、下記のコードのようにサブクラスにて、スーパクラスのメソッドをオーバライドした場合
は、ダウンキャストせずとも、コンパイルが成功しました。

なぜコンパイルが成功したのかが、理解できず、ご質問させていただきました。

該当のソースコード

1class Main {
2    public static void main(String[] args) {
3        Sample obj = new Test(); //スーパクラス型でサブクラスのインスタンスを生成
4        obj.print(); //サブクラスでオーバライドしたメソッドをコール
5    }
6}

7class Sample { // スーパクラス
8    public void print() {
9        System.out.println("スーパクラスのメソッド");
10   }
11}

12class Test extends Sample { // サブクラス
13    public void print() { // スーパクラスのメソッドをオーバライド
14        System.out.println("サブクラスのメソッド");
15    }
16}

上記コードの8〜10行目を削除して実行すると、コンパイルエラーになります。
※ダウンキャストすれば実行可能です。

私の現時点の知識だと、上記のコードはサブクラスのprintメソッドを実行しており、インスタンスは
スーパクラスなため、ダウンキャストしない限りコンパイルエラーになると思ったのですが、、、、

オーバライドをすると、実装先はオーバライドを記述したサブクラスではなく、スーパクラスになったり
するのでしょうか?
※スーパクラスに実装になれば、コンパイルエラーにならないのも納得ができます。

スーパクラス型でサブクラスのインスタンスを生成した場合の、メソッドコールについて、オーバライド
をした場合、サブクラスのメソッドをダウンキャスト無しでコールしてもコンパイルエラーにならない理由
をご教授いただけると嬉しいです。

Answer 1

コンピュータの目線で見てください。
Sampleクラスにprintメソッドが記述されていることにより、Sample型のオブジェクトに対してprintというメソッドを実行することができることがわかります。
TestクラスはSampleクラスを継承しており、Sampleクラスの持つメソッドをすべて持つことがわかります。それはつまり、Test型のオブジェクトをSample型として扱っても差し支えないことを意味します。

ここが理解の壁でもあるのですが、集合として捉えるとわかりやすいです。人間が哺乳類の「仲間」であるように、TestクラスはSampleクラスの「仲間」なのです。
私のような人間を、哺乳類として扱えるのと同様に、
Testクラスのインスタンスを、Sample型のオブジェクトとして扱えるのです。

さて、哺乳類ができること…例えば「食べる」という事柄をとっても、種類ごとに食べ方は異なります。これを各クラスで定義し、命じることで各々の動作ができるのです。

Comments

[h.miyo]

回答いただきありがとうございます。
ご説明いただいたので理解することができました。

Answer 2

オーバライドをすると、実装先はオーバライドを記述したサブクラスではなく、スーパクラスになったり

するのでしょうか?

違います。オーバーライドした場合は、変数の型ではなく、オブジェクト自身の型にしたがってメソッドが呼び出されます。

Comments

[maisumakun]

スーパークラスにprint()メソッドが存在するので、呼ぶ側のコンパイルも問題なく成功します。

抽象メソッドやインターフェースのように、「呼ぶ側の型は宣言だけで実装がない」という使い方すら存在します。

[h.miyo]

ご回答頂きありがとうございます。

オーバライドした場合に限り、オブジェクト自身の型(この場合はTest)でメソッドコールされているということですが、この場合のオブジェクトとは私の理解では、3行目のobjがそれにあたりと解釈しております。
となると、Sample型になってしまうと思うのですが。。。
知識不足で、教えていただいた内容が理解できず申し訳ございません。。。

どうしても私の理解では、この例だと、'スーパクラスのメソッド'が出力されるはずだと思ってしまいます。※実際は'サブクラスのメソッド'が出力されます。

[maisumakun]

> オーバライドした場合に限り、オブジェクト自身の型(この場合はTest)でメソッドコールされているということですが

そうではありません。メソッド呼び出しは「コンパイル時には変数の型で解決されて」「実行時にはオブジェクトの型で解決される」ということで一貫しています。

オーバーライドしていないメソッドも、オブジェクトの型で呼ばれますが、実装自体が継承されているので、スーパークラスの実装がそのまま使われます。

[maisumakun]

> この場合のオブジェクトとは私の理解では、3行目のobjがそれにあたりと解釈しております。

objという変数の型はSampleですが、中身のオブジェクトの型はTestです。

[h.miyo]

回答いただきありがとうございます。
ご説明いただいたので理解することができました。