前言

這篇文章的主題并非鼓勵不使用繼承，而是僅從使用繼承帶來的問題出發(fā)，討論繼承機制不太好的地方，從而在使用時慎重選擇，避開可能遇到的坑。

JAVA中使用到繼承就會有兩個無法回避的缺點：

• 打破了封裝性，子類依賴于超類的實現(xiàn)細節(jié)，和超類耦合。
• 超類更新后可能會導致錯誤。

繼承打破了封裝性

關于這一點，下面是一個詳細的例子（來源于Effective Java第16條）

public class MyHashSet<E> extends HashSet<E> {
 private int addCount = 0;

 public int getAddCount() {
  return addCount;
 }

 @Override
 public boolean add(E e) {
  addCount++;
  return super.add(e);
 }

 @Override
 public boolean addAll(Collection<? extends E> c) {
  addCount += c.size();
  return super.addAll(c);
 }
}

這里自定義了一個HashSet，重寫了兩個方法，它和超類唯一的區(qū)別是加入了一個計數(shù)器，用來統(tǒng)計添加過多少個元素。

寫一個測試來測試這個新增的功能是否工作：

public class MyHashSetTest {
 private MyHashSet<Integer> myHashSet = new MyHashSet<Integer>();

 @Test
 public void test() {
  myHashSet.addAll(Arrays.asList(1,2,3));
  
  System.out.println(myHashSet.getAddCount());
 }
}

運行后會發(fā)現(xiàn)，加入了3個元素之后，計數(shù)器輸出的值是6。

進入到超類中的addAll()方法就會發(fā)現(xiàn)出錯的原因：它內(nèi)部調(diào)用的是add()方法。所以在這個測試里，進入子類的addAll()方法時，數(shù)器加3，然后調(diào)用超類的addAll()，超類的addAll()又會調(diào)用子類的add()三次，這時計數(shù)器又會再加三。

問題的根源

將這種情況抽象一下，可以發(fā)現(xiàn)出錯是因為超類的可覆蓋的方法存在自用性(即超類里可覆蓋的方法調(diào)用了別的可覆蓋的方法)，這時候如果子類覆蓋了其中的一些方法，就可能導致錯誤。

比如上圖這種情況，F(xiàn)ather類里有可覆蓋的方法A和方法B，并且A調(diào)用了B。子類Son重寫了方法B，這時候如果子類調(diào)用繼承來的方法A，那么方法A調(diào)用的就不再是Father.B()，而是子類中的方法Son.B()。如果程序的正確性依賴于Father.B()中的一些操作，而Son.B()重寫了這些操作，那么就很可能導致錯誤產(chǎn)生。

關鍵在于，子類的寫法很可能從表面上看來沒有問題，但是卻會出錯，這就迫使開發(fā)者去了解超類的實現(xiàn)細節(jié)，從而打破了面向對象的封裝性，因為封裝性是要求隱藏實現(xiàn)細節(jié)的。更危險的是，錯誤不一定能輕易地被測出來，如果開發(fā)者不了解超類的實現(xiàn)細節(jié)就進行重寫，那么可能就埋下了隱患。

超類更新時可能產(chǎn)生錯誤

這一點比較好理解，主要有以下幾種可能：

1、超類更改了已有方法的簽名。會導致編譯錯誤。

2、超類新增了方法：

• 和子類已有方法的簽名相同但返回類型不同，會導致編譯錯誤。
• 和子類的已有方法簽名相同，會導致子類無意中復寫，回到了第一種情況。
• 和子類無沖突，但可能會影響程序的正確性。比如子類中元素加入集合必須要滿足特定條件，這時候如果超類加入了一個無需檢測就可以直接將元素插入的方法，程序的正確性就受到了威脅。

設計可繼承的類

設計可以用來繼承的類時，應該注意：

• 對于存在自用性的可覆蓋方法，應該用文檔精確描述調(diào)用細節(jié)。
• 盡可能少的暴露受保護成員，否則會暴露太多實現(xiàn)細節(jié)。
• 構造器不應該調(diào)用任何可覆蓋的方法。

詳細解釋下第三點。它實際上和 繼承打破了封裝性 里討論的問題很相似，假設有以下代碼：

public class Father {
 public Father() {
  someMethod();
 }

 public void someMethod() {
 }
}

public class Son extends Father {
 private Date date;

 public Son() {
  this.date = new Date();
 }

 @Override
 public void someMethod() {
  System.out.println("Time = " + date.getTime());
 }
}

上述代碼在運行測試時就會拋出NullPointerException ：

public class SonTest {
 private Son  son = new Son();

 @Test
 public void test() {
  son.someMethod();
 }
}

因為超類的構造函數(shù)會在子類的構造函數(shù)之前先運行，這里超類的構造函數(shù)對someMethod()有依賴，同時someMethod()被重寫，所以超類的構造函數(shù)里調(diào)用到的將是Son.someMethod()，而這時候子類還沒被初始化，于是在運行到date.getTime()時便拋出了空指針異常。

因此，如果在超類的構造函數(shù)里對可覆蓋的方法有依賴，那么在繼承時就可能會出錯。

結論

繼承有很多優(yōu)點，但使用繼承時應該慎重并多加考慮。同樣用來實現(xiàn)代碼復用的還有復合，如果使用繼承和復合皆可(這是前提)，那么應該優(yōu)先使用復合，因為復合可以保持超類對實現(xiàn)細節(jié)的屏蔽，上述關于繼承的缺點都可以用復合來避免。這也是所謂的復合優(yōu)先于繼承。

如果使用繼承，那么應該留意重寫超類中存在自用性的可覆蓋方法可能會出錯，即使不進行重寫，超類更新時也可能會引入錯誤。同時也應該精心設計超類，對任何相互調(diào)用的可覆蓋方法提供詳細文檔。

總結

以上就是這篇文章的全部內(nèi)容了，希望本文的內(nèi)容對大家的學習或者工作具有一定的參考學習價值，如果有疑問大家可以留言交流，謝謝大家對腳本之家的支持。

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