前言

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

JAVA中使用到繼承就會(huì)有兩個(gè)無(wú)法回避的缺點(diǎn)：

• 打破了封裝性，子類依賴于超類的實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)，和超類耦合。
• 超類更新后可能會(huì)導(dǎo)致錯(cuò)誤。

繼承打破了封裝性

關(guān)于這一點(diǎn)，下面是一個(gè)詳細(xì)的例子（來(lái)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(gè)HashSet，重寫了兩個(gè)方法，它和超類唯一的區(qū)別是加入了一個(gè)計(jì)數(shù)器，用來(lái)統(tǒng)計(jì)添加過(guò)多少個(gè)元素。

寫一個(gè)測(cè)試來(lái)測(cè)試這個(gè)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(yùn)行后會(huì)發(fā)現(xiàn)，加入了3個(gè)元素之后，計(jì)數(shù)器輸出的值是6。

進(jìn)入到超類中的addAll()方法就會(huì)發(fā)現(xiàn)出錯(cuò)的原因：它內(nèi)部調(diào)用的是add()方法。所以在這個(gè)測(cè)試?yán)铮M(jìn)入子類的addAll()方法時(shí)，數(shù)器加3，然后調(diào)用超類的addAll()，超類的addAll()又會(huì)調(diào)用子類的add()三次，這時(shí)計(jì)數(shù)器又會(huì)再加三。

問(wèn)題的根源

將這種情況抽象一下，可以發(fā)現(xiàn)出錯(cuò)是因?yàn)槌惖目筛采w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(shí)候如果子類覆蓋了其中的一些方法，就可能導(dǎo)致錯(cuò)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(shí)候如果子類調(diào)用繼承來(lái)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(dǎo)致錯(cuò)誤產(chǎn)生。

關(guān)鍵在于，子類的寫法很可能從表面上看來(lái)沒(méi)有問(wèn)題，但是卻會(huì)出錯(cuò)，這就迫使開(kāi)發(fā)者去了解超類的實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)，從而打破了面向?qū)ο蟮姆庋b性，因?yàn)榉庋b性是要求隱藏實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)的。更危險(xiǎn)的是，錯(cuò)誤不一定能輕易地被測(cè)出來(lái)，如果開(kāi)發(fā)者不了解超類的實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)就進(jìn)行重寫，那么可能就埋下了隱患。

超類更新時(shí)可能產(chǎn)生錯(cuò)誤

這一點(diǎn)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(huì)導(dǎo)致編譯錯(cuò)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(huì)導(dǎo)致編譯錯(cuò)誤。
• 和子類的已有方法簽名相同，會(huì)導(dǎo)致子類無(wú)意中復(fù)寫，回到了第一種情況。
• 和子類無(wú)沖突，但可能會(huì)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(shí)候如果超類加入了一個(gè)無(wú)需檢測(cè)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(shè)計(jì)可繼承的類

設(shè)計(jì)可以用來(lái)繼承的類時(shí)，應(yīng)該注意：

• 對(duì)于存在自用性的可覆蓋方法，應(yīng)該用文檔精確描述調(diào)用細(xì)節(jié)。
• 盡可能少的暴露受保護(hù)成員，否則會(huì)暴露太多實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)。
• 構(gòu)造器不應(yīng)該調(diào)用任何可覆蓋的方法。

詳細(xì)解釋下第三點(diǎn)。它實(shí)際上和 繼承打破了封裝性 里討論的問(wèn)題很相似，假設(shè)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(yùn)行測(cè)試時(shí)就會(huì)拋出NullPointerException ：

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

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

因?yàn)槌惖臉?gòu)造函數(shù)會(huì)在子類的構(gòu)造函數(shù)之前先運(yùn)行，這里超類的構(gòu)造函數(shù)對(duì)someMethod()有依賴，同時(shí)someMethod()被重寫，所以超類的構(gòu)造函數(shù)里調(diào)用到的將是Son.someMethod()，而這時(shí)候子類還沒(méi)被初始化，于是在運(yùn)行到date.getTime()時(shí)便拋出了空指針異常。

因此，如果在超類的構(gòu)造函數(shù)里對(duì)可覆蓋的方法有依賴，那么在繼承時(shí)就可能會(huì)出錯(cuò)。

結(jié)論

繼承有很多優(yōu)點(diǎn)，但使用繼承時(shí)應(yīng)該慎重并多加考慮。同樣用來(lái)實(shí)現(xiàn)代碼復(fù)用的還有復(fù)合，如果使用繼承和復(fù)合皆可(這是前提)，那么應(yīng)該優(yōu)先使用復(fù)合，因?yàn)閺?fù)合可以保持超類對(duì)實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)的屏蔽，上述關(guān)于繼承的缺點(diǎn)都可以用復(fù)合來(lái)避免。這也是所謂的復(fù)合優(yōu)先于繼承。

如果使用繼承，那么應(yīng)該留意重寫超類中存在自用性的可覆蓋方法可能會(huì)出錯(cuò)，即使不進(jìn)行重寫，超類更新時(shí)也可能會(huì)引入錯(cuò)誤。同時(shí)也應(yīng)該精心設(shè)計(jì)超類，對(duì)任何相互調(diào)用的可覆蓋方法提供詳細(xì)文檔。

總結(jié)

以上就是這篇文章的全部?jī)?nèi)容了，希望本文的內(nèi)容對(duì)大家的學(xué)習(xí)或者工作具有一定的參考學(xué)習(xí)價(jià)值，如果有疑問(wèn)大家可以留言交流，謝謝大家對(duì)腳本之家的支持。