關(guān)于Java繼承性的探討

李斌，王睿

（揚(yáng)州市職業(yè)大學(xué)信息工程學(xué)院，江蘇揚(yáng)州225002）

在經(jīng)歷了以大型機(jī)為代表的集中計(jì)算模式和以PC機(jī)為代表的分散計(jì)算模式之后，互聯(lián)網(wǎng)的出現(xiàn)使得計(jì)算模式進(jìn)入了網(wǎng)絡(luò)計(jì)算時(shí)代。網(wǎng)絡(luò)計(jì)算模式的一個(gè)特點(diǎn)是計(jì)算機(jī)是異構(gòu)的，即計(jì)算機(jī)的類型和操作系統(tǒng)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(tǒng)，而PC機(jī)的硬件是Intel體系，操作系統(tǒng)是windows或者是Linux。網(wǎng)絡(luò)計(jì)算模式的另一個(gè)特點(diǎn)是代碼可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)在各種計(jì)算機(jī)上進(jìn)行遷移，這就迫切需要一種跨平臺(tái)的編程語(yǔ)言，使得用它編寫(xiě)的程序能夠在網(wǎng)絡(luò)中的各種計(jì)算機(jī)上能夠正常運(yùn)行，Java就是在這種需求下應(yīng)運(yùn)而生的。Java語(yǔ)言具有簡(jiǎn)單、面向?qū)ο?、健壯、安全、可靠、平臺(tái)無(wú)關(guān)性、解釋執(zhí)行、多線程、高性能、易學(xué)、適用于網(wǎng)絡(luò)等顯著特點(diǎn)，已成為當(dāng)今最流行的網(wǎng)絡(luò)編程語(yǔ)言之一。

Java的所有程序都具有封裝性、繼承性和多態(tài)性。封裝性就是把對(duì)象的屬性和服務(wù)結(jié)合成一個(gè)獨(dú)立的相同單位，并盡可能隱蔽對(duì)象的內(nèi)部細(xì)節(jié)；繼承是軟件重用的一種形式，也是自動(dòng)地實(shí)現(xiàn)方法和數(shù)據(jù)共享的機(jī)制；多態(tài)性是指在父類中定義的屬性或服務(wù)被子類繼承之后，可以具有不同的數(shù)據(jù)類型或表現(xiàn)出不同的行為。本文僅就Java的繼承性進(jìn)行一定的探討。

1 Java的繼承

繼承是一種由已有類創(chuàng)建新類的機(jī)制。繼承也是面向?qū)ο笳Z(yǔ)言的基本要素之一，它是源自類的泛化機(jī)制，這種抽象機(jī)制提供了一種無(wú)限重復(fù)利用程序資源的途徑，繼承可以擴(kuò)展原有的代碼，應(yīng)用到其他程序中，而不必重新編寫(xiě)這些代碼，這樣不僅節(jié)省程序開(kāi)發(fā)時(shí)間，而且為未來(lái)程序設(shè)計(jì)增添了新的資源。對(duì)象通過(guò)繼承，保證了實(shí)現(xiàn)部分緊內(nèi)聚和松耦合的良好特性。

利用繼承，我們可以先創(chuàng)建一個(gè)共有屬性的一般類，根據(jù)該類再創(chuàng)建具有特殊屬性的新類。在Java語(yǔ)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(shuō)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(shí)例成員變量和類成員變量；

2） 子類繼承父類除構(gòu)造方法以外的成員方法，包括實(shí)例成員方法和類成員方法；

3）子類不能繼承父類的構(gòu)造方法，因?yàn)楦割悩?gòu)造方法創(chuàng)建的是父類對(duì)象，子類必須聲明自己的構(gòu)造方法，創(chuàng)建子類自己的對(duì)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(shí)子類自己又添加了自己新的成員變量b以擴(kuò)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(yīng)自己的需求，比如，我們?cè)赟ubA中增加一行代碼：int a＝3；，這樣在子類SubA中的變量a實(shí)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(duì)象即是父類的對(duì)象。反之不然，父類的對(duì)象不是它的子類對(duì)象。例如：SuperA supa＝new SubA();這條語(yǔ)句是語(yǔ)法允許的，父類對(duì)象supa能夠被賦值為子類對(duì)象new SubA()；而SuBA suba＝new SuperA();這條語(yǔ)句編譯是不能通過(guò)的，因?yàn)樽宇悓?duì)象suba是不能能夠被賦值為父類對(duì)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(gè)類只有一個(gè)直接父類則稱這樣的繼承為單重繼承，一個(gè)類也可以是多個(gè)直接父類的子類，它從多個(gè)父類中繼承了屬性與服務(wù)，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(duì)多的關(guān)系，一個(gè)子類只有一個(gè)直接父類，但一個(gè)父類可以有多個(gè)子類，每個(gè)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(jī)制，不支持多重繼承，單重繼承使得Java結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)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(yù)測(cè)的錯(cuò)誤。所以聲明的類只能有一個(gè)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(guān)系為單重繼承關(guān)系。在Java中，一個(gè)父類可以有多個(gè)子類，每個(gè)子類又可以作為父類再有自己的子類。由此形成具有樹(shù)形結(jié)構(gòu)的層次體系，其中具有繼承關(guān)系的、相距多個(gè)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(shù)形繼承關(guān)系并不違反Java的單重繼承原則。

其實(shí)，在Java中，每個(gè)類都有父類，如果沒(méi)有顯式地標(biāo)明類的父類，則隱含地假設(shè)超類為語(yǔ)言包java.lang中說(shuō)明的Object類。

在Java中，子類對(duì)象對(duì)父類成員的訪問(wèn)權(quán)限主要依據(jù)如下規(guī)則進(jìn)行：

1）子類對(duì)父類的私有成員（private）沒(méi)有訪問(wèn)權(quán)限；

2）子類對(duì)父類的公有成員（public）和保護(hù)成員（protected）具有訪問(wèn)權(quán)限；

3）子類對(duì)父類中缺省權(quán)限成員（default）的訪問(wèn)分為兩種情況，對(duì)同一包中父類的缺省權(quán)限成員具有訪問(wèn)權(quán)限，而對(duì)不同包中父類的缺省權(quán)限成員則沒(méi)有訪問(wèn)權(quán)限。

4 Java中接口的繼承

Java只支持單重繼承機(jī)制，但是實(shí)際應(yīng)用中有時(shí)候也需要使用多重繼承這個(gè)功能。

Java中關(guān)于接口實(shí)現(xiàn)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(gè)類通過(guò)關(guān)鍵字implements實(shí)現(xiàn)了一系列的接口，這實(shí)際上就變相地完成了多重繼承的功能，所以通常我們說(shuō)Java只支持單重繼承，不支持多重繼承，但是卻可以通過(guò)接口來(lái)實(shí)現(xiàn)多重繼承的功能。

問(wèn)題在于Java中接口本身的繼承關(guān)系是單重繼承還是多重繼承呢？我們?cè)趯W(xué)習(xí)接口的時(shí)候知道，編譯的時(shí)候接口會(huì)像類一樣被編譯，所以很多人就非常簡(jiǎn)單地認(rèn)為接口既然被當(dāng)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(shí)上這樣的理解是完全錯(cuò)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(yùn)行結(jié)果為（見(jiàn)圖1）：

圖1 程序ClassABCTest.java運(yùn)行結(jié)果

程序中我們聲明了三個(gè)接口InterA、InterB、InterC和兩個(gè)類 ClassABC、ClassABCTest。接口InterA和InterB是兩個(gè)獨(dú)立的接口，而接口InterC用關(guān)鍵字extends繼承了接口InterA和InterB，事實(shí)顯而易見(jiàn)，這是多重繼承關(guān)系，即接口InterC同時(shí)繼承了接口InterA和InterB。

5 結(jié)束語(yǔ)

綜上，Java中類的繼承是單重繼承，但是卻可以通過(guò)一個(gè)類實(shí)現(xiàn)多個(gè)接口這種方法來(lái)實(shí)現(xiàn)多重繼承的功能，或者直接通過(guò)一個(gè)接口繼承多個(gè)接口來(lái)實(shí)現(xiàn)多重繼承的功能。接口不僅很好地解決了多重繼承，對(duì)于單重繼承層次較多、間接父類多的類結(jié)構(gòu)，接口還可以避免子類成員的膨脹、龐雜、難以管理等問(wèn)題，但接口仍然存在不一致性等問(wèn)題。

即便是運(yùn)用一個(gè)具有較全而完整的繼承機(jī)制的語(yǔ)言，實(shí)際應(yīng)遵循的原則也應(yīng)該是盡可能保持繼承層次體系的簡(jiǎn)單性，只有在條件非常充分的情況下才使用多重繼承。

[1]許曉寧.JAVA技術(shù)實(shí)用教程[M].南京：東南大學(xué)出版社，2005.

[2]葉核亞.JAVA2程序設(shè)計(jì)實(shí)用教程（第2版）[M].北京：電子工業(yè)出版社，2007.

[3]布雷恩，等.JAVA2精要語(yǔ)言詳解與編程指南[M].北京：清華大學(xué)出版社，2002.

[4]朱喜福.Java程序設(shè)計(jì)[M].北京：清華大學(xué)出版社，2004.

[5]王行言.JAVA語(yǔ)言與面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)[M].北京：清華大學(xué)出版社，2000.

[6]劉藝.JAVA程序設(shè)計(jì)大學(xué)教程[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2006.

[7]Ian Joyner(著).對(duì)象揭秘：Java，Eiffel和c++[M].鮑志云(譯).北京：人民郵電出版社，2003.