jdk8 類和接口的多繼承詳解


以前經常談論的Java對比c++的一個優勢是Java中沒有多繼承的問題。 因為Java中子類只能繼承(extends)單個父類, 盡管可以實現(implements)多個接口,但是接口中只有抽象方法,方法體是空的,沒有具體的方法實現,不會有方法沖突的問題。

這些都是久遠的說法了,自從Java 8發布后, 接口中也可以定義方法了(default method)。 之所以打破以前的設計在接口中
增加具體的方法, 是為了既有的成千上萬的Java類庫的類增加新的功能, 且不必對這些類重新進行設計。 比如, 只需在Collection接口中
增加
default Stream<E> stream(), 相應的SetList接口以及它們的子類都包含此的方法, 不必為每個子類都重新copy這個方法。

這是一個折衷的設計,帶來的問題就是為Java引入了多繼承的問題。 我們知道, 接口可以繼承接口, 類可以繼承類和實現接口。 一旦繼承的類和實現的接口中有相同簽名的方法, 會出現什么樣的狀況呢? 本文將探討各種情況的多繼承, 以便能清楚的理解Java多繼承的規則。

接口繼承多個父接口

假定有三個接口Interface A, Interface B, Interface C, 繼承關系如下:

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+---------------+         +------------+
|  Interface A  |         |Interface B |
+-----------^---+         +---^--------+
            |                 |        
            |                 |        
            |                 |        
            +-+------------+--+        
              | Interface C|           
              +------------+

A,B擁有相同簽名的默認方法default String say(String name), 如果接口C沒有override這個方法, 則編譯出錯。

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interface A {
    default String say( String name) {
        return "hello " + name;
    }
}
interface B {
    default String say( String name) {
        return "hi " + name;
    }
}
interface C extends A,B{
     
}

錯誤信息:

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C:\Lambda\src>javac -J-Duser.country=US com\colobu\lambda\chap
ter3\MultipleInheritance1.java
com\colobu\lambda\chapter3\MultipleInheritance1.java: 17 : error: interface C inherits unrelated defaults for say( String ) from types A and B
        static interface C extends A,B{
               ^
1 error

我們可以在子接口C中覆蓋override這個方法, 這樣編譯就不會出錯了:

 

 

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interface C extends A,B{
    default String say( String name) {
        return "greet " + name;
    }
}

注意方法簽名不包括方法的返回值, 也就是僅僅返回值不同的兩個方法的簽名也是相同的。下面的代碼編譯不會出錯,因為AB的默認方法不同, C隱式繼承了兩個默認方法。

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interface A {
    default void say( int name) {
         
    }
}
interface B {
    default void say(String name) {
         
    }
}
interface C extends A,B{
     
}

但是有的情況下即使是不同簽名的方法也是很難分辨的:

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interface A {
    default void say( int a) {
        System.out.println( "A" );
    }
}
interface B {
    default void say( short a) {
        System.out.println( "B" );
    }
}
interface C extends A,B{
     
}
static class D implements C {
     
}
public static void main(String[] args) {
    D d = new D();
    byte a = 1 ;
    d.say(a); //B
}

Java會選擇最適合的方法, 請參看Java規范 15.12.2.5

接口多層繼承

下面看一下多層繼承的問題。 繼承關系如下圖, A2繼承A1, C繼承A2。

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+---------------+
|  Interface A1 |
+--------+------+
         |       
         |       
         |       
+--------+------+
|  Interface A2 |
+-------+-------+
        |        
        |        
        |        
+-------+--------+
|   Interface C  |
+----------------+

基於我們以前對類繼承的認識, 很容易知道C會繼承A2的默認方法,包括直接定義的默認方法, 覆蓋的默認方法,以及隱式繼承於A1接口的默認方法。

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interface A {
    default void say( int a) {
        System.out.println( "A" );
    }
     
    default void run() {
        System.out.println( "A.run" );
    }
}
interface B extends A{
    default void say( int a) {
        System.out.println( "B" );
    }
     
    default void play() {
        System.out.println( "B.play" );
    }
}
interface C extends A,B{
     
}

多層多繼承

上面一個例子還是單繼承的例子, 如果如下圖的多繼承呢?

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+---------------+                         
|  Interface A1 |                         
+--------+------+                         
         |                                
         |                                
         |                                
+--------+------+         +---------------+
|  Interface A2 |         |  Interface B  |
+-------+-------+         +---------+-----+
        |       +---------+---------^     
        |       |                         
        |       |                         
+-------+-------++                        
|   Interface C  |                        
+----------------+

如果A2和B擁有相同簽名的方法,這和第一個例子一樣。 如果不想編譯出錯,可以覆蓋父接口的默認方法,還可以調用指定父接口的默認方法:

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interface A1 {
        default void say( int a) {
            System.out.println( "A1" );
        }
    }
     
    interface A2 extends A1 {
         
    }
     
    interface B {
        default void say( int a) {
            System.out.println( "B" );
        }
    }
    interface C extends A2,B{
        default void say( int a) {
            B. super .say(a);
        }
    }

更復雜的多層多繼承

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+--------------+             
  | Interface A1 |             
  +------+------++             
        |      ^+-------+     
        |               |     
+-------+-------+       |     
|  Interface A2 |       |     
+------------+--+       |     
             ^--++      |     
                 |      |     
              +--+------+-----+
              |  Interface C  |
              +---------------+

接口A2繼承A1, 接口C繼承A2和A1。 代碼如下,

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interface A1 {
    default void say() {
        System.out.println( "A1" );
    }
}
interface A2 extends A1 {
    default void say() {
        System.out.println( "A2" );
    }
}
interface C extends A2,A1{
     
}
static class D implements C {
     
}
public static void main(String[] args) {
    D d = new D();
    d.say();
}

以上代碼不會編譯出錯,運行輸出A2

可以看到接口C會隱式繼承子接口的方法, 也就是子接口A2的默認方法。

類繼承

如果繼承關系類型全部是類, 那么由於類依然是單繼承的, 不會有多繼承的問題。

類和接口混雜

我們把第一個例子中的其中一個接口換成類,會出現什么現象呢。

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+-------------+       +-----------+
| Interface A |       |  Class B  |
+-----------+-+       +-----+-----+
            ^-+    +--+-----^     
              |    |              
          +---+----+-+            
          |  Class C |            
          +----------+

以下代碼不會編譯出錯:

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interface A {
    default void say() {
        System.out.println( "A" );
    }
}
static class B {
    public void say() {
        System.out.println( "B" );
    }
}
static class C extends B implements A{
     
}
public static void main(String[] args) {
    C c = new C();
    c.say(); //B
}

結果輸出B

可以看出, 子類優先繼承父類的方法, 如果父類沒有相同簽名的方法,才繼承接口的默認方法。

結論

更復雜的繼承關系可以簡化成以上的繼承關系。
根據以上的例子, 可以得出以下的結論:

  • 類優先於接口。 如果一個子類繼承的父類和接口有相同的方法實現。 那么子類繼承父類的方法
  • 子類型中的方法優先於父類型中的方法。
  • 如果以上條件都不滿足, 則必須顯示覆蓋/實現其方法,或者聲明成abstract。

 

原文鏈接: http://colobu.com/2014/11/04/Java-8-default-method-and-multiple-inheritance/


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