Java構(gòu)造器與繼承的本質(zhì)

在java的繼承體系中，一個子類對象在內(nèi)存中創(chuàng)建時(shí)，實(shí)際上是包含其所有父類部分的組合體。為了確保子類對象能夠被正確地初始化，其所有父類的構(gòu)造器都必須被執(zhí)行。java文檔中“構(gòu)造器不被繼承”的說法，并非指父類構(gòu)造器不會被執(zhí)行，而是指子類不能像繼承普通方法那樣，直接擁有父類構(gòu)造器的簽名并進(jìn)行重寫。子類只能通過特定的語法（super()關(guān)鍵字）來調(diào)用父類的構(gòu)造器，而不能聲明一個與父類構(gòu)造器同名的新構(gòu)造器來“繼承”它。

隱式構(gòu)造器調(diào)用機(jī)制

當(dāng)一個子類構(gòu)造器沒有明確地調(diào)用super()（用于調(diào)用父類構(gòu)造器）或this()（用于調(diào)用當(dāng)前類的其他構(gòu)造器）時(shí)，Java編譯器會自動在子類構(gòu)造器的第一行插入一個對父類無參構(gòu)造器的調(diào)用：super();。這個隱式插入的super();會確保在子類自身的初始化邏輯開始之前，其直接父類的無參構(gòu)造器已經(jīng)被執(zhí)行。這個過程會沿著繼承鏈一直向上追溯，直到Object類的構(gòu)造器被調(diào)用。

讓我們通過一個示例來理解這個機(jī)制：

示例代碼 1：隱式調(diào)用

// 父類 A
public class A {
    public A() {
        System.out.println("A 的無參構(gòu)造器被調(diào)用");
    }
}

// 子類 B
public class B extends A {
    public B() {
        // 編譯器在此處隱式插入 super();
        System.out.println("B 的無參構(gòu)造器被調(diào)用");
    }
}

// 主方法
public class ConstructorCallDemo {
    public static void main(String[] args) {
        B b1 = new B();
    }
}

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A 的無參構(gòu)造器被調(diào)用
B 的無參構(gòu)造器被調(diào)用

解析：

1. 當(dāng)執(zhí)行 B b1 = new B(); 時(shí)，首先進(jìn)入 B 類的無參構(gòu)造器。
2. 由于 B 的構(gòu)造器中沒有顯式調(diào)用 super() 或 this()，編譯器會自動在第一行插入 super();。
3. super(); 被執(zhí)行，控制權(quán)轉(zhuǎn)移到 A 類的無參構(gòu)造器。
4. A 類的構(gòu)造器執(zhí)行，打印 "A 的無參構(gòu)造器被調(diào)用"。
5. A 類的構(gòu)造器執(zhí)行完畢，控制權(quán)返回到 B 類的構(gòu)造器，繼續(xù)執(zhí)行剩余代碼。
6. B 類的構(gòu)造器執(zhí)行，打印 "B 的無參構(gòu)造器被調(diào)用"。

這個過程清晰地展示了即使沒有顯式 super()，父類構(gòu)造器依然會被調(diào)用的原因。

顯式構(gòu)造器調(diào)用

雖然編譯器會自動處理無參父類構(gòu)造器的調(diào)用，但在某些情況下，我們需要或必須顯式地調(diào)用父類構(gòu)造器。

1. 父類只定義了帶參構(gòu)造器

如果父類沒有定義任何無參構(gòu)造器，但定義了至少一個帶參數(shù)的構(gòu)造器，那么子類構(gòu)造器 必須 顯式地調(diào)用父類的某個帶參構(gòu)造器。否則，編譯器將報(bào)錯，因?yàn)樗鼰o法找到一個無參的 super() 來隱式插入。

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示例代碼 2：父類無無參構(gòu)造器

// 父類 A，只包含帶參構(gòu)造器
public class A {
    public A(String message) {
        System.out.println("A 的帶參構(gòu)造器被調(diào)用: " + message);
    }
    // 注意：這里沒有定義無參構(gòu)造器
}

// 子類 B
public class B extends A {
    // public B() { // 編譯錯誤：無法找到父類 A 的無參構(gòu)造器
    //     System.out.println("B 的無參構(gòu)造器被調(diào)用");
    // }

    public B(String msg) {
        super(msg); // 必須顯式調(diào)用父類的帶參構(gòu)造器
        System.out.println("B 的帶參構(gòu)造器被調(diào)用: " + msg);
    }
}

// 主方法
public class ConstructorCallDemo {
    public static void main(String[] args) {
        // B b1 = new B(); // 如果 B 存在無參構(gòu)造器，此處會編譯錯誤
        B b2 = new B("Hello from B");
    }
}

輸出：

立即學(xué)習(xí)“Java免費(fèi)學(xué)習(xí)筆記（深入）”；

A 的帶參構(gòu)造器被調(diào)用: Hello from B
B 的帶參構(gòu)造器被調(diào)用: Hello from B

解析： 由于 A 類沒有無參構(gòu)造器，B 類的構(gòu)造器就不能依賴編譯器的隱式 super();。因此，B 類的構(gòu)造器必須顯式地通過 super(msg); 來調(diào)用 A 類的帶參構(gòu)造器，并傳遞相應(yīng)的參數(shù)。

2. 顯式選擇父類帶參構(gòu)造器

即使父類提供了無參構(gòu)造器，子類也可以選擇顯式調(diào)用父類的帶參構(gòu)造器，以傳遞特定的初始化參數(shù)。

示例代碼 3：顯式選擇帶參構(gòu)造器

// 父類 A，包含無參和帶參構(gòu)造器
public class A {
    public A() {
        System.out.println("A 的無參構(gòu)造器被調(diào)用");
    }
    public A(String message) {
        System.out.println("A 的帶參構(gòu)造器被調(diào)用: " + message);
    }
}

// 子類 B
public class B extends A {
    public B() {
        // 編譯器隱式插入 super();，調(diào)用 A 的無參構(gòu)造器
        System.out.println("B 的無參構(gòu)造器被調(diào)用");
    }

    public B(String msg) {
        super(msg); // 顯式調(diào)用 A 的帶參構(gòu)造器
        System.out.println("B 的帶參構(gòu)造器被調(diào)用: " + msg);
    }
}

// 主方法
public class ConstructorCallDemo {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println("--- 創(chuàng)建 B 的無參實(shí)例 ---");
        B b1 = new B();
        System.out.println("\n--- 創(chuàng)建 B 的帶參實(shí)例 ---");
        B b2 = new B("Custom Message");
    }
}

輸出：

立即學(xué)習(xí)“Java免費(fèi)學(xué)習(xí)筆記（深入）”；

--- 創(chuàng)建 B 的無參實(shí)例 ---
A 的無參構(gòu)造器被調(diào)用
B 的無參構(gòu)造器被調(diào)用

--- 創(chuàng)建 B 的帶參實(shí)例 ---
A 的帶參構(gòu)造器被調(diào)用: Custom Message
B 的帶參構(gòu)造器被調(diào)用: Custom Message

解析：b1 的創(chuàng)建演示了隱式調(diào)用，而 b2 的創(chuàng)建則展示了如何通過 super(msg) 顯式地選擇并調(diào)用父類的特定帶參構(gòu)造器。

this() 與 super() 的使用規(guī)則

• 在任何構(gòu)造器中，this()（調(diào)用當(dāng)前類的其他構(gòu)造器）和 super()（調(diào)用父類構(gòu)造器）都必須是該構(gòu)造器中的第一個語句。
• 一個構(gòu)造器中不能同時(shí)出現(xiàn) this() 和 super()。因?yàn)樗鼈兌急仨毷堑谝粭l語句，這在邏輯上是互斥的。
• 如果一個構(gòu)造器中使用了 this()，那么編譯器就不會再自動插入 super();。這是因?yàn)楸?this() 調(diào)用的那個構(gòu)造器最終會負(fù)責(zé)調(diào)用 super()（無論是顯式的還是隱式的），從而保證構(gòu)造器鏈的完整性。

總結(jié)與注意事項(xiàng)

1. 構(gòu)造器鏈的構(gòu)建：在Java中，創(chuàng)建一個子類對象時(shí)，總會沿著繼承鏈向上，依次調(diào)用所有父類的構(gòu)造器，直到 Object 類。這個過程確保了對象的所有部分（從最頂層的父類到當(dāng)前子類）都能得到正確的初始化。
2. 父類無參構(gòu)造器的重要性：如果父類沒有顯式定義任何構(gòu)造器，編譯器會為其自動生成一個無參公共構(gòu)造器。但如果父類只定義了帶參構(gòu)造器而沒有顯式提供無參構(gòu)造器，那么子類在構(gòu)造器中 必須 顯式調(diào)用父類的某個帶參構(gòu)造器，否則將導(dǎo)致編譯錯誤。
3. “構(gòu)造器不被繼承”的真正含義：這個表述容易引起誤解。它并非指父類構(gòu)造器不會被執(zhí)行，而是強(qiáng)調(diào)子類不能像擁有自己的成員方法一樣直接“擁有”父類的構(gòu)造器簽名。子類只能通過 super() 關(guān)鍵字來 調(diào)用 父類的構(gòu)造器，以完成父類部分的初始化。

理解Java構(gòu)造器的這一調(diào)用機(jī)制對于編寫健壯、可維護(hù)的面向?qū)ο蟠a至關(guān)重要。它確保了對象初始化的順序性和完整性，是Java繼承模型的核心組成部分。

以上就是深入理解Java構(gòu)造器：子類實(shí)例化中的父類構(gòu)造器調(diào)用機(jī)制的詳細(xì)內(nèi)容，更多請關(guān)注php中文網(wǎng)其它相關(guān)文章！