Java 建構子深度解析：繼承鏈調用、私有建構子模式與單例實作

建構子調用鐵律

1. 由父至子：多層繼承時，從繼承樹最頂層父類開始，依序執行各類別建構子，確保所有繼承欄位正確初始化。
2. 隱含 super()：子類建構子首行若無明確 super(...)，編譯器自動插入無參數 super()。
3. 編譯期檢查：父類若無無參數建構子 (含預設建構子被覆寫)，子類 必須 顯式呼叫父類帶參數建構子，否則編譯失敗。

編譯錯誤經典案例

public class Grapha {
    public Grapha(String name) { System.out.println("Grapha(String)"); }
    // 無無參數建構子
}
class Father extends Grapha {
    public Father() { } // 編譯錯誤：implicit super constructor Grapha() is undefined
    public Father(String name) { } // 編譯錯誤：同上
}

修正方式：在 Father 每個建構子首行加上 super("someName")，或在 Grapha 補上無參數建構子。

私有建構子的設計模式應用

實作範例：執行緒安全單例 (雙重檢查鎖定 + volatile)

public final class Singleton {
    private static volatile Singleton INSTANCE;
    private Singleton() { /* 複雜初始化 */ }
    public static Singleton getInstance() {
        if (INSTANCE == null) {
            synchronized (Singleton.class) {
                if (INSTANCE == null) INSTANCE = new Singleton();
            }
        }
        return INSTANCE;
    }
}

最佳實務清單

• 建構子保持簡單，避免執行可被覆寫的方法 (洩漏 this 引用)。
• 不可變類別優先使用 final 類別 + final 欄位 + 私有建構子/靜態工廠。
• 繼承設計時，文檔清楚說明哪些建構子為「指定建構子」供子類呼叫。
• 善用 @SuppressWarnings("unused") 標註刻意保留的私有建構子，避免靜態分析誤報。