Sobrecarga de métodos en la JVM

¡Bienvenido al nuevo blog de Java Challengers ! Este blog está dedicado a conceptos desafiantes en programación Java. Domínelos y estará en camino de convertirse en un programador Java altamente calificado.

Las técnicas de este blog requieren cierto esfuerzo para dominarlas, pero marcarán una gran diferencia en su experiencia diaria como desarrollador Java. Evitar errores es más fácil cuando sabe cómo aplicar correctamente las técnicas básicas de programación de Java, y rastrear errores es mucho más fácil cuando sabe exactamente lo que está sucediendo en su código Java.

¿Está listo para comenzar a dominar los conceptos básicos de la programación Java? ¡Entonces comencemos con nuestro primer Java Challenger!  

Terminología: sobrecarga de métodos

Debido al término sobrecarga , los desarrolladores tienden a pensar que esta técnica sobrecargará el sistema, pero eso no es cierto. En programación, la sobrecarga de métodos significa usar el mismo nombre de método con diferentes parámetros. 

¿Qué es la sobrecarga de métodos?

La sobrecarga de métodos es una técnica de programación que permite a los desarrolladores utilizar el mismo nombre de método varias veces en la misma clase, pero con diferentes parámetros. En este caso, decimos que el método está sobrecargado. El Listado 1 muestra un método único cuyos parámetros difieren en número, tipo y orden.

Listado 1. Tres tipos de sobrecarga de métodos

 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) { } } 

Sobrecarga de métodos y tipos primitivos

En el Listado 1, ve los tipos primitivos inty double. Trabajaremos más con estos y otros tipos, así que tómate un minuto para revisar los tipos primitivos en Java.

Tabla 1. Tipos primitivos en Java

Tipo Rango Defecto Talla Literales de ejemplo
 boolean  verdadero o falso  falso  1 bit  verdadero Falso
 byte  -128 .. 127  0  8 bits  1, -90, 128
 char  Carácter Unicode o 0 a 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 a 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

¿Por qué debería utilizar la sobrecarga de métodos?

La sobrecarga hace que su código sea más limpio y más fácil de leer, y también puede ayudarlo a evitar errores en sus programas.

A diferencia del Listado 1, imagine un programa en el que tuviera varios calculate()métodos con nombres como calculate1 calculate2,, calculate3. . . no es bueno, ¿verdad? Sobrecargar el calculate()método le permite usar el mismo nombre de método mientras solo cambia lo que necesita cambiar: los parámetros. También es muy fácil encontrar métodos sobrecargados porque están agrupados en su código.

Qué sobrecarga no es

Tenga en cuenta que cambiar el nombre de una variable no es una sobrecarga. El siguiente código no se compilará:

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

Tampoco puede sobrecargar un método cambiando el tipo de retorno en la firma del método. El siguiente código tampoco se compilará:

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

Sobrecarga del constructor

Puede sobrecargar un constructor de la misma manera que lo haría con un método:

 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; } } 

¡Acepte el desafío de la sobrecarga de métodos!

¿Estás listo para tu primer Java Challenger? ¡Vamos a averiguar!

Empiece por revisar detenidamente el siguiente código.

Listado 2. Desafío de sobrecarga de métodos avanzados

 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"; } } 

De acuerdo, ha revisado el código. ¿Cuál es la salida?

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

Comprueba tu respuesta aquí.

¿Lo que acaba de suceder? Cómo compila la JVM métodos sobrecargados

Para comprender lo que sucedió en el Listado 2, necesita saber algunas cosas sobre cómo la JVM compila métodos sobrecargados.

En primer lugar, la JVM es inteligentemente perezosa : siempre hará el menor esfuerzo posible para ejecutar un método. Por lo tanto, cuando esté pensando en cómo la JVM maneja la sobrecarga, tenga en cuenta tres técnicas importantes del compilador:

  1. Ensanchamiento
  2. Boxeo (autoboxing y unboxing)
  3. Varargs

Si nunca ha encontrado estas tres técnicas, algunos ejemplos deberían ayudar a aclararlas. Tenga en cuenta que la JVM los ejecuta en el orden indicado .

Aquí hay un ejemplo de ensanchamiento :

 int primitiveIntNumber = 5; double primitiveDoubleNumber = primitiveIntNumber ; 

Este es el orden de los tipos primitivos cuando se amplía:

Rafael del Nero

Aquí hay un ejemplo de autoboxing :

 int primitiveIntNumber = 7; Integer wrapperIntegerNumber = primitiveIntNumber; 

Tenga en cuenta lo que sucede detrás de escena cuando se compila este código:

 Integer wrapperIntegerNumber = Integer.valueOf(primitiveIntNumber); 

Y aquí hay un ejemplo de  unboxing :

 Integer wrapperIntegerNumber = 7; int primitiveIntNumber= wrapperIntegerNumber; 

Esto es lo que sucede detrás de escena cuando se compila este código:

 int primitiveIntNumber = wrapperIntegerNumber.intValue(); 

Y aquí hay un ejemplo de varargs ; tenga en cuenta que varargssiempre es el último en ejecutarse:

 execute(int… numbers){} 

¿Qué es 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.
  • Demasiados parámetros en los métodos de Java, Parte 4: Explore las limitaciones y desventajas de la sobrecarga de métodos y cómo pueden solucionarse integrando tipos personalizados y objetos de parámetros.

Esta historia, "Sobrecarga de métodos en la JVM", fue publicada originalmente por JavaWorld.