Java 繼承核心概念與實戰：從語法到多態的完整指南

Java 繼承核心概念與實戰：從語法到多態的完整指南

繼承是物件導向三大特性之一，讓子類別能重用父類別的程式碼，並延伸專屬功能。本文從定義語法、存取權限、方法重載與覆寫、到實戰範例，完整梳理 Java 繼承機制。

一、繼承基本語法

[修飾符] class 子類別名 extends 父類別名 {
    // 子類別主體：新增欄位、方法、建構子、內部類別等
}

• extends 關鍵字建立「is-a」關係。
• 父類別封裝共性；子類別擴充個性。
• 繼承具有傳遞性：子類別可再被繼承，形成多層階層，越上層越抽象，越下層越具體。

二、實戰範例：員工與經理

父類別 Employee

public class Employee {
    private String name;
    private int id;
    private double salary;
    private String department;

    // 建構子、getter/setter、toString() 略
}

子類別 Manager

public class Manager extends Employee {
    private double specialSalary; // 專屬津貼

    public Manager() { super(); }
    public Manager(String name, int id, double salary, String dept, double specialSalary) {
        super(name, id, salary, dept);
        this.specialSalary = specialSalary;
    }
    // getter/setter、toString() 呼叫 super.toString() 略
}

super(...) 必須放在建構子第一行，用於初始化父類別狀態。

三、子類別對父類別成員的存取權限

解決方案：透過父類別提供的 public 或 protected 方法（getter/setter）間接存取 private 或 default 成員。

四、方法重載 vs. 覆寫

1. 方法重載

同一類別（或父子類別）中，方法名稱相同但參數列表不同（型別、個數、順序）。

// Employee
public void setInfo(String name, int id, double salary, String dept) { ... }

// Manager 重載：參數多一個 specialSalary
public void setInfo(String name, int id, double salary, String dept, double specialSalary) {
    super(name, id, salary, dept);
    this.specialSalary = specialSalary;
}

2. 方法覆寫

子類別定義與父類別簽名完全相同的方法（回傳型別、方法名、參數列表），實現多態。兩種常見形式：

1. 擴充型：先呼叫 super.method()，再補充邏輯。
2. 完全覆寫：不呼叫父方法，完全重寫實作（適用於子類別行為與父類別截然不同）。

經典範例：覆寫 equals() 比較物件內容

Object.equals() 預設比較參考位址。若需比較「內容相等」，需覆寫：

public class ComplexNumber {
    private double re, im;
    // 建構子、getter/setter 略

    @Override
    public boolean equals(Object obj) {
        if (this == obj) return true;
        if (obj == null || getClass() != obj.getClass()) return false;
        ComplexNumber other = (ComplexNumber) obj;
        return Double.compare(re, other.re) == 0 && Double.compare(im, other.im) == 0;
    }
    // toString()、main() 測試略
}

測試結果：(2.0 + 3.0i) <> (2.0 - 3.4i)，正確判定不相等。

五、最佳實踐提醒

• 覆寫方法時務必加上 @Override 註解，編譯器會協助檢查簽名是否正確。
• 父類別設計為「被繼承」時，慎用 private 修飾需給子類別用的欄位/方法；優先考慮 protected。
• 建構子不會被繼承，但子類別建構子必須透過 super() 顯式或隱式呼叫父建構子。
• 避免過深的繼承層次（超過 3-4 層），改用組合或介面組合提高靈活性。