题目背景
前段时间有同学发了一道比较有意思的题。
这道题的来源似乎是CS61B 2021年春季课程。题目如下：
interface Animal {
default void greet(Animal a) {
System.out.println("Hello Animal");
}
default void sniff(Animal a) {
System.out.println("sniff animal");
}
default void praise(Animal a) {
System.out.println("u r cool animal");
}
}
class Dog implements Animal {
@Override
public void sniff(Animal a) {
System.out.println("dog sniff animal");
}
void praise(Dog d) {
System.out.println("u r cool dog");
}
}
public class Main {
public static void main(String[] args) {
Animal a = new Dog();
Dog d = new Dog();
// try to guess the output
a.greet(d);
a.sniff(d);
d.praise(d);
a.praise(d);
}
}问题分析
先看Animal接口，其是一个具有默认实现的接口，由三个方法组成：
void greet(Animal a)
void sniff(Animal a)
void praise(Animal a)
再看Animal的实现类Dog，经过方法重写和方法重载，其一共有四个方法：
继承自Animal接口的void greet(Animal a)
重写了Animal接口的void sniff(Animal a)
继承自Animal接口的void praise(Animal a)
重载了praise方法的void praise(Dog d)
最后看main方法，其一共定义了两个对象：
a变量是类型为Animal的引用类型，引用的对象为Dog类实例化的对象。a的静态类型为Animal，动态类型为Dog。
d变量是类型为Dog的引用类型，引用的对象为Dog类实例化的对象。d的静态类型为Dog，动态类型为Dog。
基于如上分析，我们对代码结构有了基本的认识。为了确保文章完整性，下面的解答中，会先使用最终正确的思路回答问题，再给出我一开始所踩的坑（给我坑的一愣一愣的）。
代码输出
a.greet(d)
变量a在编译时，认定变量a是Animal对象，由因为Dog类实现了Animal接口，所以d instanceof Animal恒为true。基于Animal接口的方法签名，编译器会决定使用方法void greet(Animal a)。
在实际执行过程中，a.greet(d)会执行编译时已经决定要执行的方法void greet(Animal a)，故输出结果为"Hello Animal"。
a.sniff(d)
类似于上一部分，变量a在编译时，基于Animal接口的方法签名，编译器会决定使用方法void sniff(Animal a)。
但是！在实际执行过程中，由于变量a引用的是Dog类的实例，同时Dog类重写了Animal接口的void sniff(Animal a)，这一操作覆盖掉了原先Animal接口的默认实现，故输出结果为"dog sniff animal"。
d.praise(d)
类似于上一部分，变量d在编译时，基于Dog类的方法签名，编译器会决定使用重载了praise方法的void praise(Dog d)。
在实际执行过程中，由于变量d引用的是Dog类的实例，故输出结果为"u r cool dog"。
a.praise(d)
提前剧透一下，这个的输出正是本题卡住我的地方...
变量a在编译阶段，认定变量a是Animal对象，由因为Dog类实现了Animal接口，所以d instanceof Animal恒为true。基于Animal接口的方法签名，编译器会决定使用方法void praise(Animal a)。
但是！在实际执行过程中，由于变量a引用的是Dog类的实例，不过Dog类却是重载了Animal接口的void praise(Animal a)为void praise(Dog d)，不同于前面，这一操作并不会覆盖掉原先的void praise(Animal a)方法，实际执行的依然是void praise(Animal a)方法，故最终输出结果为"u r cool animal"。
分析过程中可能犯的错
经过上面的分析后，似乎得到最终答案并不是很复杂的事情，然而实际上我前前后后被这个题折磨了两次......下面我简单复现并分享一下错误思路的全流程。
（1）动态类型检查和静态类型检查
先简要讲讲动态类型和静态类型，给我自己复习一下。
静态类型：在编译时由变量声明决定的类型。变量的静态类型在整个程序中不会改变。
动态类型：在运行时由实际赋值给变量的对象类型决定。变量的动态类型可以随赋值的不同而变化。
在第一次接触这个题时，我居然没有意识到动态类型和静态类型。（没错，这个编程语言最基本的特性我居然没了解过。这或许就是大学第一门编程语言课程是Python的劣势）在遇到Animal a = new Dog();时，我第一反应是会发生隐式类型转换，new Dog()所创建的实例将会被自动放大为Animal类型。这导致我误判a.sniff(d)的输出为"sniff animal"。
而实际上，a变量的静态类型为Animal，动态类型为Dog，因此调用的方法会根据动态类型Dog来决定具体实现。
（2）方法签名的匹配和编译时方法的绑定
我们先撇开先前对a.praise(d)输出的分析，尝试走另外一套逻辑。
现在变量a的数据类型为Dog，你甚至尝试着用a.getClass()去确定了一下数据类型。同时，Dog类重载了Animal接口praise方法为void praise(Dog d)，这个函数的签名简直和a.praise(d)完全匹配！那么其输出当然是"u r cool dog"！
然后就完美掉进坑了...
Java函数重载：它们的调用地址在编译时就绑定了。Java重载是可以包括父类和子类的，即子类可以重载父类的同名不同参数的方法。这可以视为一种静态绑定。
Java函数重写：只有等到方法调用的那一刻，解释运行器才会确认所要调用的具体方法。这可以视为一种动态绑定。
其实运行时执行什么方法，是在编译阶段就已经决定了的。在编译阶段，Java编译器会基于方法签名的匹配，在编译时进行方法的绑定，此时就已经决定了最终运行时会执行什么方法。动态类型只是在运行时决定执行方法的方式。而在本题中，出题人藏了一个方法重载而不是方法重写，这一个细微的区别，决定了a.praise(d)并不会像a.sniff(d)一样使用Dog类的方法，因为sniff方法是方法重写，而praise方法是方法重载。