關于Java繼承性的探討

李斌，王睿

（揚州市職業大學信息工程學院，江蘇揚州225002）

在經歷了以大型機為代表的集中計算模式和以PC機為代表的分散計算模式之后，互聯網的出現使得計算模式進入了網絡計算時代。網絡計算模式的一個特點是計算機是異構的，即計算機的類型和操作系統是不一樣的，例如SUN工作站的硬件是SPARC體系，軟件是Unix中的Solaris操作系統，而PC機的硬件是Intel體系，操作系統是windows或者是Linux。網絡計算模式的另一個特點是代碼可以通過網絡在各種計算機上進行遷移，這就迫切需要一種跨平臺的編程語言，使得用它編寫的程序能夠在網絡中的各種計算機上能夠正常運行，Java就是在這種需求下應運而生的。Java語言具有簡單、面向對象、健壯、安全、可靠、平臺無關性、解釋執行、多線程、高性能、易學、適用于網絡等顯著特點，已成為當今最流行的網絡編程語言之一。

Java的所有程序都具有封裝性、繼承性和多態性。封裝性就是把對象的屬性和服務結合成一個獨立的相同單位，并盡可能隱蔽對象的內部細節；繼承是軟件重用的一種形式，也是自動地實現方法和數據共享的機制；多態性是指在父類中定義的屬性或服務被子類繼承之后，可以具有不同的數據類型或表現出不同的行為。本文僅就Java的繼承性進行一定的探討。

1 Java的繼承

繼承是一種由已有類創建新類的機制。繼承也是面向對象語言的基本要素之一，它是源自類的泛化機制，這種抽象機制提供了一種無限重復利用程序資源的途徑，繼承可以擴展原有的代碼，應用到其他程序中，而不必重新編寫這些代碼，這樣不僅節省程序開發時間，而且為未來程序設計增添了新的資源。對象通過繼承，保證了實現部分緊內聚和松耦合的良好特性。

利用繼承，我們可以先創建一個共有屬性的一般類，根據該類再創建具有特殊屬性的新類。在Java語言中，通常我們稱被繼承的一般類為父類（superclass,也叫超類），由繼承而得到的特殊類稱為子類 (subclass)。我們也可以說子類是由父類派生出的類。

Java的繼承原則如下：

1）子類繼承父類的成員變量，包括實例成員變量和類成員變量；

2） 子類繼承父類除構造方法以外的成員方法，包括實例成員方法和類成員方法；

3）子類不能繼承父類的構造方法，因為父類構造方法創建的是父類對象，子類必須聲明自己的構造方法，創建子類自己的對象；

4）子類不能刪除父類成員；

5）子類可以增加自己的成員變量和成員方法；

6）子類可以重定義父類成員。

在這段代碼中，子類 SubA繼承了父類SuperA，那么子類自然就擁有了父類的變量a，同時子類自己又添加了自己新的成員變量b以擴充自己的功能。在子類SubA中還可以更改父類SuperA的變量a，讓其適應自己的需求，比如，我們在SubA中增加一行代碼：int a＝3；，這樣在子類SubA中的變量a實際上隱藏了父類SuperA的變量a。但是，如果試圖在子類SubA中刪除父類SuperA的變量a，這是Java所不允許的。

子類的對象即是父類的對象。反之不然，父類的對象不是它的子類對象。例如：SuperA supa＝new SubA();這條語句是語法允許的，父類對象supa能夠被賦值為子類對象new SubA()；而SuBA suba＝new SuperA();這條語句編譯是不能通過的，因為子類對象suba是不能能夠被賦值為父類對象new SuperA()的。

2 單重繼承和多重繼承

子類直接上一層的父類稱為直接父類，如果一個類只有一個直接父類則稱這樣的繼承為單重繼承，一個類也可以是多個直接父類的子類，它從多個父類中繼承了屬性與服務，這樣的繼承稱為多重繼承。

在單重繼承方式下，父類與子類是一對多的關系，一個子類只有一個直接父類，但一個父類可以有多個子類，每個子類又可以作為父類再有自己的子類。

3 Java中類的繼承

Java只支持單重繼承機制，不支持多重繼承，單重繼承使得Java結構簡單，層次清楚，更安全可靠，從而避免了C＋＋中因多重繼承而引起的難以預測的錯誤。所以聲明的類只能有一個父類。子類的聲明格式為： [＜修飾符＞]class＜子類名＞extends＜超類名＞，從中我們也能清楚看出Java中類的繼承關系為單重繼承關系。在Java中，一個父類可以有多個子類，每個子類又可以作為父類再有自己的子類。由此形成具有樹形結構的層次體系，其中具有繼承關系的、相距多個層次的類之間稱為祖先類和后代類，父類也稱為直接祖先類。這種樹形繼承關系并不違反Java的單重繼承原則。

其實，在Java中，每個類都有父類，如果沒有顯式地標明類的父類，則隱含地假設超類為語言包java.lang中說明的Object類。

在Java中，子類對象對父類成員的訪問權限主要依據如下規則進行：

1）子類對父類的私有成員（private）沒有訪問權限；

2）子類對父類的公有成員（public）和保護成員（protected）具有訪問權限；

3）子類對父類中缺省權限成員（default）的訪問分為兩種情況，對同一包中父類的缺省權限成員具有訪問權限，而對不同包中父類的缺省權限成員則沒有訪問權限。

4 Java中接口的繼承

Java只支持單重繼承機制，但是實際應用中有時候也需要使用多重繼承這個功能。

Java中關于接口實現的聲明格式為： [＜修飾符＞] class＜類名＞ [extends＜超類名＞] [implements＜接口名1＞,＜接口名2＞,…]，從中我們可以看出一個類通過關鍵字implements實現了一系列的接口，這實際上就變相地完成了多重繼承的功能，所以通常我們說Java只支持單重繼承，不支持多重繼承，但是卻可以通過接口來實現多重繼承的功能。

問題在于Java中接口本身的繼承關系是單重繼承還是多重繼承呢？我們在學習接口的時候知道，編譯的時候接口會像類一樣被編譯，所以很多人就非常簡單地認為接口既然被當成類編譯，那么自然接口的繼承性也和類一樣是單重的，這也正好和Java的單重繼承原則不謀而合。事實上這樣的理解是完全錯誤的，恰恰相反，接口的本身的繼承性卻是多重的。我們看下面一段程序（程序名為ClassABCTest.java）：

程序能正常編譯，運行結果為（見圖1）：

圖1 程序ClassABCTest.java運行結果

程序中我們聲明了三個接口InterA、InterB、InterC和兩個類 ClassABC、ClassABCTest。接口InterA和InterB是兩個獨立的接口，而接口InterC用關鍵字extends繼承了接口InterA和InterB，事實顯而易見，這是多重繼承關系，即接口InterC同時繼承了接口InterA和InterB。

5 結束語

綜上，Java中類的繼承是單重繼承，但是卻可以通過一個類實現多個接口這種方法來實現多重繼承的功能，或者直接通過一個接口繼承多個接口來實現多重繼承的功能。接口不僅很好地解決了多重繼承，對于單重繼承層次較多、間接父類多的類結構，接口還可以避免子類成員的膨脹、龐雜、難以管理等問題，但接口仍然存在不一致性等問題。

即便是運用一個具有較全而完整的繼承機制的語言，實際應遵循的原則也應該是盡可能保持繼承層次體系的簡單性，只有在條件非常充分的情況下才使用多重繼承。

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