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Java 三大特性之繼承深度解析：extends 機制、方法重寫、構造器鏈與設計原則

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Java 三大特性之繼承深度解析：extends 機制、方法重寫、構造器鏈與設計原則

繼承是面向對象復用代碼、建立類層次結構的核心機制。Java 支持單繼承（一個類只能繼承一個父類），但允許多層繼承（孫子繼承兒子繼承父親），通過 extends 關鍵字實現。本文系統講解繼承特點、關係判斷、注意事項及最佳實踐。

1. 繼承核心特點

屬性與方法繼承： 子類自動擁有父類非私有字段與方法（public/protected/default 同包可見）。
方法重寫： 子類可重新定義父類方法，實現多態（動態分派）。需遵循「兩同兩小一大」：方法名、參數列表相同；返回類型、拋出異常 ≤ 父類；訪問權限 ≥ 父類。
單繼承： class A extends B，避免菱形繼承問題。C++ 支持多繼承，Java 用接口實現多實現。

2. 關係判斷：「is-a」vs「has-a」

is-a（繼承）： 「學生是人」→ Student extends Person。滿足里氏替換原則：父類引用可指向子類對象。
has-a（組合/聚合）： 「人有寵物狗」→ class Person { Dog dog; }、「球隊有球員」→ class Team { List players; }。代碼中最常見，耦合度低於繼承。

判斷技巧： 用「A 是 B」造句，通順則考慮繼承；否則用組合。

3. Java 繼承語法

class Parent {
    private String secret;      // 私有，子類不可直接訪問
    protected int age;          // 保護，子類可見
    public void eat() { ... }   // 公共，可重寫
}

class Child extends Parent {
    // 繼承了 age、eat()；secret 不可見
    @Override
    public void eat() {         // 重寫
        System.out.println("Child eating...");
    }
}

4. 關鍵注意事項（必考點、易錯點）

不要為了復用代碼而濫用繼承： 僅在明確「is-a」關係時使用。工具類、工具方法優先用組合/靜態導入。
父類私有成員不可繼承： 子類無法直接訪問 private 字段/方法，需通過公共/保護 getter/setter 間接訪問。
父類構造器不可繼承： 子類必須定義自己的構造器。子類構造器首行默認隱式調用 super()（父類無參構造器）。若父類無無參構造器，子類必須顯式 super(參數) 調用帶參構造器。
構造器鏈機制： new Child() → Child() → super() → Parent() → Object()。保證父類先初始化，再初始化子類字段。
字段隱藏非多態： 父子類同名字段，引用類型決定訪問哪個（靜態綁定），非對象類型。

5. 代碼示例：構造器鏈與字段隱藏

class Animal {
    String name = "Animal";
    Animal() { System.out.println("Animal()"); }
    Animal(String name) { this.name = name; System.out.println("Animal(name)"); }
}

class Dog extends Animal {
    String name = "Dog"; // 隱藏父類 name
    Dog() { System.out.println("Dog()"); }
    Dog(String name) { super(name); System.out.println("Dog(name)"); }
    void printNames() {
        System.out.println("this.name=" + this.name);      // Dog
        System.out.println("super.name=" + super.name);    // Animal
    }
}

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        Dog d = new Dog("Buddy");
        // 輸出:
        // Animal(name)
        // Dog(name)
        d.printNames();
    }
}