Java 8 默認方法和多繼承深入解析
以前經常談論的Java對比c++的一個優勢是Java中沒有多繼承的問題。 因為Java中子類只能繼承(extends)單個父類， 盡管可以實現(implements)多個接口，但是接口中只有抽象方法，方法體是空的，沒有具體的方法實現，不會有方法沖突的問題。
這些都是久遠的說法了，自從今年Java 8發布后， 接口中也可以定義方法了(default method)。 之所以打破以前的設計在接口中
增加具體的方法， 是為了既有的成千上萬的Java類庫的類增加新的功能， 且不必對這些類重新進行設計。 比如， 只需在Collection接口中
增加default Stream<E> stream(), 相應的Set和List接口以及它們的子類都包含此的方法， 不必為每個子類都重新copy這個方法。
這是一個折衷的設計，帶來的問題就是為Java引入了多繼承的問題。 我們知道， 接口可以繼承接口， 類可以繼承類和實現接口。 一旦繼承的類和實現的接口中有相同簽名的方法， 會出現什么樣的狀況呢？ 本文將探討各種情況的多繼承， 以便能清楚的理解Java多繼承的規則。
接口繼承多個父接口
假定有三個接口Interface A, Interface B, Interface C, 繼承關系如下：
- +---------------+ +------------+
- | Interface A | |Interface B |
- +-----------^---+ +---^--------+
- | |
- | |
- | |
- +-+------------+--+
- | Interface C|
- +------------+
A,B擁有相同簽名的默認方法default String say(String name), 如果接口C沒有override這個方法， 則編譯出錯。
- interface A {
- default String say(String name) {
- return "hello " + name;
- }
- }
- interface B {
- default String say(String name) {
- return "hi " + name;
- }
- }
- interface C extends A,B{
- }
錯誤信息：
- C:/Lambda/src>javac -J-Duser.country=US com/colobu/lambda/chap
- ter3/MultipleInheritance1.java
- com/colobu/lambda/chapter3/MultipleInheritance1.java:17: error: interface C inherits unrelated defaults for say(String) from types A and B
- static interface C extends A,B{
- ^
- 1 error
我們可以在子接口C中覆蓋override這個方法, 這樣編譯就不會出錯了：
- interface C extends A,B{
- default String say(String name) {
- return "greet " + name;
- }
- }
注意方法簽名不包括方法的返回值， 也就是僅僅返回值不同的兩個方法的簽名也是相同的。下面的代碼編譯不會出錯，因為A和B的默認方法不同， C隱式繼承了兩個默認方法。
- interface A {
- default void say(int name) {
- }
- }
- interface B {
- default void say(String name) {
- }
- }
- interface C extends A,B{
- }
但是有的情況下即使是不同簽名的方法也是很難分辨的：
- interface A {
- default void say(int a) {
- System.out.println("A");
- }
- }
- interface B {
- default void say(short a) {
- System.out.println("B");
- }
- }
- interface C extends A,B{
- }
- static class D implements C {
- }
- public static void main(String[] args) {
- D d = new D();
- byte a = 1;
- d.say(a); //B
- }
Java會選擇最適合的方法， 請參看Java規范 15.12.2.5
接口多層繼承
下面看一下多層繼承的問題。 繼承關系如下圖， A2繼承A1, C繼承A2。
- +---------------+
- | Interface A1 |
- +--------+------+
- |
- |
- |
- +--------+------+
- | Interface A2 |
- +-------+-------+
- |
- |
- |
- +-------+--------+
- | Interface C |
- +----------------+
基于我們以前對類繼承的認識， 很容易知道C會繼承A2的默認方法，包括直接定義的默認方法， 覆蓋的默認方法，以及隱式繼承于A1接口的默認方法。
- interface A {
- default void say(int a) {
- System.out.println("A");
- }
- default void run() {
- System.out.println("A.run");
- }
- }
- interface B extends A{
- default void say(int a) {
- System.out.println("B");
- }
- default void play() {
- System.out.println("B.play");
- }
- }
- interface C extends A,B{
- }
多層多繼承
上面一個例子還是單繼承的例子， 如果如下圖的多繼承呢？
- 2
- 3
- 4
- 5
- 6
- 7
- 8
- 9
- 10
- 11
- 12
- 13
- 14
- 15
- +---------------+
- | Interface A1 |
- +--------+------+
- |
- |
- |
- +--------+------+ +---------------+
- | Interface A2 | | Interface B |
- +-------+-------+ +---------+-----+
- | +---------+---------^
- | |
- | |
- +-------+-------++
- | Interface C |
- +----------------+
如果A2和B擁有相同簽名的方法，這和***個例子一樣。 如果不想編譯出錯，可以覆蓋父接口的默認方法，還可以調用指定父接口的默認方法：
- interface A1 {
- default void say(int a) {
- System.out.println("A1");
- }
- }
- interface A2 extends A1 {
- }
- interface B {
- default void say(int a) {
- System.out.println("B");
- }
- }
- interface C extends A2,B{
- default void say(int a) {
- B.super.say(a);
- }
- }
更復雜的多層多繼承
- +--------------+
- | Interface A1 |
- +------+------++
- | ^+-------+
- | |
- +-------+-------+ |
- | Interface A2 | |
- +------------+--+ |
- ^--++ |
- | |
- +--+------+-----+
- | Interface C |
- +---------------+
接口A2繼承A1， 接口C繼承A2和A1。 代碼如下，
- interface A1 {
- default void say() {
- System.out.println("A1");
- }
- }
- interface A2 extends A1 {
- default void say() {
- System.out.println("A2");
- }
- }
- interface C extends A2,A1{
- }
- static class D implements C {
- }
- public static void main(String[] args) {
- D d = new D();
- d.say();
- }
以上代碼不會編譯出錯，運行輸出A2。
可以看到接口C會隱式繼承子接口的方法， 也就是子接口A2的默認方法。
類繼承
如果繼承關系類型全部是類， 那么由于類依然是單繼承的， 不會有多繼承的問題。
類和接口混雜
我們把***個例子中的其中一個接口換成類，會出現什么現象呢。
- +-------------+ +-----------+
- | Interface A | | Class B |
- +-----------+-+ +-----+-----+
- ^-+ +--+-----^
- | |
- +---+----+-+
- | Class C |
- +----------+
以下代碼不會編譯出錯：
- interface A {
- default void say() {
- System.out.println("A");
- }
- }
- static class B {
- public void say() {
- System.out.println("B");
- }
- }
- static class C extends B implements A{
- }
- public static void main(String[] args) {
- C c = new C();
- c.say(); //B
- }
結果輸出B。
可以看出， 子類優先繼承父類的方法， 如果父類沒有相同簽名的方法，才繼承接口的默認方法。
結論
更復雜的繼承關系可以簡化成以上的繼承關系。
根據以上的例子， 可以得出以下的結論：
-
類優先于接口。 如果一個子類繼承的父類和接口有相同的方法實現。 那么子類繼承父類的方法
-
子類型中的方法優先于父類型中的方法。
-
如果以上條件都不滿足， 則必須顯示覆蓋/實現其方法，或者聲明成abstract。
