Java 入門教學 (13)：繼承中的建構子鏈 - super() 呼叫機制完整解析

核心鐵律：子類建構子必先呼叫父類建構子

「子類物件包含父類部分」，初始化時必須先完成父類初始化。JVM 強制每個子類建構子的第一行執行父類建構子。

三種呼叫情境

1. 隱式呼叫無參建構子 (最常見、最危險)

class Employee {
    public Employee() { System.out.println("Employee()"); }
}

class Trainer extends Employee {
    public Trainer() { 
        // 編譯器自動插入 super(); 
        System.out.println("Trainer()"); 
    }
}

// new Trainer() 輸出：
// Employee()
// Trainer()

⚠️ 前提：父類必須有無參建構子 (或未宣告任何建構子)。若父類只有帶參建構子，子類不寫 super(...) 會編譯錯誤。

2. 顯式呼叫父類帶參建構子 (推薦做法)

class Employee {
    private String name;
    private double salary;
    public Employee(String name, double salary) {
        this.name = name; this.salary = salary;
        System.out.println("Employee(String, double)");
    }
    // 故意不提供無參建構子
}

class Trainer extends Employee {
    private String course;
    public Trainer(String name, double salary, String course) {
        super(name, salary); // 必須第一行，傳遞父類所需參數
        this.course = course;
        System.out.println("Trainer(String, double, String)");
    }
}

// new Trainer("Alice", 50000, "Java") 輸出：
// Employee(String, double)
// Trainer(String, double, String)

3. 同類別內多建構子鏈 (this() + super())

class Trainer extends Employee {
    private String course;
    private int level;

    // 主建構子
    public Trainer(String name, double salary, String course, int level) {
        super(name, salary);
        this.course = course;
        this.level = level;
    }

    // 便利建構子：預設 level=1
    public Trainer(String name, double salary, String course) {
        this(name, salary, course, 1); // 呼叫同類別主建構子
    }

    // 便利建構子：預設 course="General"
    public Trainer(String name, double salary) {
        this(name, salary, "General"); // 連鎖呼叫
    }
}

規則：this(...) 與 super(...) 二擇一，且必須是第一行。不能同時出現。

常見編譯錯誤與修正

記憶體配置時間線 (new Trainer())

1. JVM 分配 Trainer 完整記憶體 (含繼承自 Employee 的欄位)。
2. 執行 Trainer 建構子第一行 super(name, salary)。
3. 執行 Employee 建構子：初始化 name, salary。
4. 返回 Trainer 建構子：初始化 course, level。
5. 物件完全建立，參考傳回呼叫端。

實戰建議

1. 父類保留無參建構子 (或提供合理預設值)，降低子類撰寫負擔。
2. 子類習慣寫 super(...)，即使父類有無參建構子，明確傳參更清楚意圖。
3. 不可變物件模式：所有欄位 final，僅提供單一主建構子，便利建構子用 this() 連鎖。
4. 建構子避免呼叫可覆寫方法 (父類建構子呼叫 overrideMe())，因子類尚未初始化，會導致 NullPointerException 或邏輯錯誤。

總結

• 子類建構子第一行必須是 super(...) 或 this(...)。
• 若省略，編譯器插入 super() → 要求父類有無參建構子。
• 父類無無參建構子時，子類強制顯式 super(參數)。
• 善用 this() 串聯便利建構子，減少重複程式碼。