Java 繼承機制全解析：從語法規則到對象初始化順序

繼承核心概念與語法

繼承（Inheritance）建立類之間的 is-a 關係，子類自動擁有父類非私有成員，實現代碼復用。Java 採用單繼承模型：一個類僅能有一個直接父類（默認繼承 Object）。

class Animal { /* 父類 */ }
class Dog extends Animal { /* 子類 */ } // 語法：class 子類 extends 父類

Eclipse/IDEA 新建類時可直接指定 Superclass，IDE 自動生成 extends 子句與構造器調用 super()。

方法重寫（Override）規則

子類重寫父類方法需滿足「兩同兩小一大」：

• 方法名、參數列表相同（簽名一致）
• 返回類型相同或為子類型（協變返回，JDK 5+）
• 拋出異常範圍相同或更小
• 訪問權限相同或更大（不能縮小可見性）

@Override 註解編譯期校驗，防止誤寫成重載。私有方法、靜態方法、final 方法、構造器均不可重寫。

對象初始化順序鐵律

1. 父類靜態成員/靜態塊（按聲明順序）
2. 子類靜態成員/靜態塊
3. 父類實例成員/實例塊
4. 父類構造器
5. 子類實例成員/實例塊
6. 子類構造器

關鍵點：子類構造器首行隱式/顯式調用 super(...)；若父類無無參構造器，子類必須顯式調用帶參 super(...)，否則編譯錯誤。

class Animal {
    { System.out.println("Animal 實例塊"); }
    Animal() { System.out.println("Animal 無參構造"); }
    Animal(String name) { System.out.println("Animal 帶參構造: " + name); }
}
class Dog extends Animal {
    { System.out.println("Dog 實例塊"); }
    Dog() { super("旺財"); System.out.println("Dog 無參構造"); }
}
// 輸出順序：Animal實例塊 → Animal帶參構造 → Dog實例塊 → Dog無參構造

final 關鍵字四大用法

final 字段必須在聲明時、實例塊或構造器中初始化（二擇一），且僅初始化一次。

super 關鍵字三大用途

1. 訪問父類被隱藏字段：super.field
2. 調用父類被重寫方法：super.method()
3. 調用父類構造器：super(args) 必須置於子類構造器首行

class Dog extends Animal {
    String name = "Dog";
    void printName() {
        System.out.println(this.name); // Dog
        System.out.println(super.name); // Animal
    }
    Dog(String name) {
        super(name); // 必須首行
        this.name = name;
    }
}

Object 類：所有類的終極父類

toString() 規約與重寫

默認返回 類名@哈希碼（如 Dog@15db9742）。建議所有實體類重寫，輸出業務關鍵字段，便於日誌診斷。IDE 提供 Source → Generate toString() 自動生成。

equals() 與 hashCode() 契約

• 默認比較引用地址（同 ==）
• 重寫 equals() 時必須重寫 hashCode()，保證「equal objects have equal hash codes」
• IDE Generate hashCode() and equals() 基於選定字段生成標準實現

// 標準 equals 模板
@Override public boolean equals(Object o) {
    if (this == o) return true;
    if (o == null || getClass() != o.getClass()) return false;
    Dog dog = (Dog) o;
    return age == dog.age && Objects.equals(name, dog.name);
}
@Override public int hashCode() {
    return Objects.hash(name, age);
}

類對象 vs 類的對象

• 類對象（Class Object）：Dog.class、dog.getClass()、Class.forName("Dog") 獲取的 Class 實例，代表類元數據，JVM 每類僅一個
• 類的對象（Instance）：new Dog() 創建的實例，堆內存中可有多個