Java 建構子調用機制深度解析

理解 Java 物件初始化順序與建構子鏈結是撰寫正確繼承體系的基石。本文梳理從類載入到實例化的完整流程，並以兩個對比範例說明 super() 顯式調用與預設調用的差異。

初始化順序總覽

1. 父類靜態變數/靜態區塊（按宣告順序）
2. 子類靜態變數/靜態區塊（按宣告順序）
3. 父類非靜態變數/非靜態區塊（按宣告順序）
4. 父類建構子
5. 子類非靜態變數/非靜態區塊（按宣告順序）
6. 子類建構子

核心規則

• 子類建構子第一行必須調用父類建構子（super(...) 或 this(...)），否則編譯器自動插入 super()。
• 若父類無無參建構子，子類必須顯式調用帶參數的 super(...)，否則編譯錯誤。
• super() 僅能出現在建構子第一行，不能在方法或區塊中使用。

範例對比

Example 1：子類建構子顯式調用 super(x, y)

class Father {
    int x = 0, y = 0;
    Father() { System.out.println("Father 無參建構子"); }
    Father(int x, int y) { this.x = x; this.y = y; }
    void print() { System.out.println("x=" + x + "; y=" + y); }
}

class Son extends Father {
    Son() { System.out.println("Son 無參建構子"); }
    Son(int x, int y) { super(x, y); } // 顯式調用父類帶參建構子
    void print() { super.print(); System.out.println("I am Son"); }
}

public class Example1 {
    public static void main(String[] args) {
        Son s1 = new Son();      // 輸出: Father無參 -> Son無參
        s1.print();              // x=0; y=0 -> I am Son
        Son s2 = new Son(10,20); // 輸出: Father(10,20) -> Son(10,20)
        s2.print();              // x=10; y=20 -> I am Son
    }
}

Example 2：子類建構子未顯式調用 super(x, y)

class Son extends Father {
    Son(int x, int y) { System.out.println("s213"); } // 無 super(x,y)，預設調用 super()
    void print() { System.out.println("I am Son"); }   // 未調用 super.print()
}

public class Example2 {
    public static void main(String[] args) {
        Son s1 = new Son();       // Father無參 -> Son無參
        s1.print();               // I am Son
        Son s2 = new Son(10,20);  // Father無參 -> s213  (x,y 仍為 0)
        s2.print();               // I am Son
    }
}

關鍵差異： Example 1 中 Son(int,int) 透過 super(x,y) 初始化父類欄位，Example 2 則只執行父類無參建構子，導致 x,y 保持預設值 0。這證明：子類建構子預設調用父類無參建構子；若需傳參初始化父類狀態，必須顯式寫 super(...)。

設計建議

• 盡量讓父類提供無參建構子，或在所有子類建構子中統一顯式調用帶參 super(...)。
• 避免在建構子中調用可被覆寫的方法（見《Effective Java》Item 19），防止子類尚未初始化完成時就被回呼。
• 優先考慮組合（Composition）而非繼承，除非確定存在「is-a」關係且需要多型。