深入理解Java构造器：子类实例化中的父类构造器调用机制

Java构造器与继承的本质

在java的继承体系中，一个子类对象在内存中创建时，实际上是包含其所有父类部分的组合体。为了确保子类对象能够被正确地初始化，其所有父类的构造器都必须被执行。java文档中“构造器不被继承”的说法，并非指父类构造器不会被执行，而是指子类不能像继承普通方法那样，直接拥有父类构造器的签名并进行重写。子类只能通过特定的语法（super()关键字）来调用父类的构造器，而不能声明一个与父类构造器同名的新构造器来“继承”它。

隐式构造器调用机制

当一个子类构造器没有明确地调用super()（用于调用父类构造器）或this()（用于调用当前类的其他构造器）时，Java编译器会自动在子类构造器的第一行插入一个对父类无参构造器的调用：super();。这个隐式插入的super();会确保在子类自身的初始化逻辑开始之前，其直接父类的无参构造器已经被执行。这个过程会沿着继承链一直向上追溯，直到Object类的构造器被调用。

让我们通过一个示例来理解这个机制：

示例代码 1：隐式调用

// 父类 A
public class A {
    public A() {
        System.out.println("A 的无参构造器被调用");
    }
}

// 子类 B
public class B extends A {
    public B() {
        // 编译器在此处隐式插入 super();
        System.out.println("B 的无参构造器被调用");
    }
}

// 主方法
public class ConstructorCallDemo {
    public static void main(String[] args) {
        B b1 = new B();
    }
}

输出：

立即学习“Java免费学习笔记（深入）”；

A 的无参构造器被调用
B 的无参构造器被调用

解析：

1. 当执行 B b1 = new B(); 时，首先进入 B 类的无参构造器。
2. 由于 B 的构造器中没有显式调用 super() 或 this()，编译器会自动在第一行插入 super();。
3. super(); 被执行，控制权转移到 A 类的无参构造器。
4. A 类的构造器执行，打印 "A 的无参构造器被调用"。
5. A 类的构造器执行完毕，控制权返回到 B 类的构造器，继续执行剩余代码。
6. B 类的构造器执行，打印 "B 的无参构造器被调用"。

这个过程清晰地展示了即使没有显式 super()，父类构造器依然会被调用的原因。

显式构造器调用

虽然编译器会自动处理无参父类构造器的调用，但在某些情况下，我们需要或必须显式地调用父类构造器。

1. 父类只定义了带参构造器

如果父类没有定义任何无参构造器，但定义了至少一个带参数的构造器，那么子类构造器 必须 显式地调用父类的某个带参构造器。否则，编译器将报错，因为它无法找到一个无参的 super() 来隐式插入。

即构数智人

即构数智人是由即构科技推出的AI虚拟数字人视频创作平台，支持数字人形象定制、短视频创作、数字人直播等。

36

查看详情

示例代码 2：父类无无参构造器

// 父类 A，只包含带参构造器
public class A {
    public A(String message) {
        System.out.println("A 的带参构造器被调用: " + message);
    }
    // 注意：这里没有定义无参构造器
}

// 子类 B
public class B extends A {
    // public B() { // 编译错误：无法找到父类 A 的无参构造器
    //     System.out.println("B 的无参构造器被调用");
    // }

    public B(String msg) {
        super(msg); // 必须显式调用父类的带参构造器
        System.out.println("B 的带参构造器被调用: " + msg);
    }
}

// 主方法
public class ConstructorCallDemo {
    public static void main(String[] args) {
        // B b1 = new B(); // 如果 B 存在无参构造器，此处会编译错误
        B b2 = new B("Hello from B");
    }
}

输出：

立即学习“Java免费学习笔记（深入）”；

A 的带参构造器被调用: Hello from B
B 的带参构造器被调用: Hello from B

解析： 由于 A 类没有无参构造器，B 类的构造器就不能依赖编译器的隐式 super();。因此，B 类的构造器必须显式地通过 super(msg); 来调用 A 类的带参构造器，并传递相应的参数。

2. 显式选择父类带参构造器

即使父类提供了无参构造器，子类也可以选择显式调用父类的带参构造器，以传递特定的初始化参数。

示例代码 3：显式选择带参构造器

// 父类 A，包含无参和带参构造器
public class A {
    public A() {
        System.out.println("A 的无参构造器被调用");
    }
    public A(String message) {
        System.out.println("A 的带参构造器被调用: " + message);
    }
}

// 子类 B
public class B extends A {
    public B() {
        // 编译器隐式插入 super();，调用 A 的无参构造器
        System.out.println("B 的无参构造器被调用");
    }

    public B(String msg) {
        super(msg); // 显式调用 A 的带参构造器
        System.out.println("B 的带参构造器被调用: " + msg);
    }
}

// 主方法
public class ConstructorCallDemo {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println("--- 创建 B 的无参实例 ---");
        B b1 = new B();
        System.out.println("\n--- 创建 B 的带参实例 ---");
        B b2 = new B("Custom Message");
    }
}

输出：

立即学习“Java免费学习笔记（深入）”；

--- 创建 B 的无参实例 ---
A 的无参构造器被调用
B 的无参构造器被调用

--- 创建 B 的带参实例 ---
A 的带参构造器被调用: Custom Message
B 的带参构造器被调用: Custom Message

解析：b1 的创建演示了隐式调用，而 b2 的创建则展示了如何通过 super(msg) 显式地选择并调用父类的特定带参构造器。

this() 与 super() 的使用规则

• 在任何构造器中，this()（调用当前类的其他构造器）和 super()（调用父类构造器）都必须是该构造器中的第一个语句。
• 一个构造器中不能同时出现 this() 和 super()。因为它们都必须是第一条语句，这在逻辑上是互斥的。
• 如果一个构造器中使用了 this()，那么编译器就不会再自动插入 super();。这是因为被 this() 调用的那个构造器最终会负责调用 super()（无论是显式的还是隐式的），从而保证构造器链的完整性。

总结与注意事项

1. 构造器链的构建：在Java中，创建一个子类对象时，总会沿着继承链向上，依次调用所有父类的构造器，直到 Object 类。这个过程确保了对象的所有部分（从最顶层的父类到当前子类）都能得到正确的初始化。
2. 父类无参构造器的重要性：如果父类没有显式定义任何构造器，编译器会为其自动生成一个无参公共构造器。但如果父类只定义了带参构造器而没有显式提供无参构造器，那么子类在构造器中 必须 显式调用父类的某个带参构造器，否则将导致编译错误。
3. “构造器不被继承”的真正含义：这个表述容易引起误解。它并非指父类构造器不会被执行，而是强调子类不能像拥有自己的成员方法一样直接“拥有”父类的构造器签名。子类只能通过 super() 关键字来 调用 父类的构造器，以完成父类部分的初始化。

理解Java构造器的这一调用机制对于编写健壮、可维护的面向对象代码至关重要。它确保了对象初始化的顺序性和完整性，是Java继承模型的核心组成部分。

以上就是深入理解Java构造器：子类实例化中的父类构造器调用机制的详细内容，更多请关注php中文网其它相关文章！