Java继承中构造器的隐式调用机制解析

构造器与继承的基本原则

在java的继承体系中，一个核心概念是子类虽然继承了父类的所有公共和受保护成员（字段和方法），但构造器却是一个例外。java语言规范明确指出，构造器不是类的成员，因此它们不会被子类继承。这意味着子类不能直接使用父类的构造器来创建自己的实例。

然而，在创建子类对象时，一个重要的前提是父类部分的成员也必须被正确初始化。为了实现这一目标，Java虚拟机（JVM）和编译器强制规定：每个子类构造器的第一行，都必须调用其父类的某个构造器（或者调用自身的另一个构造器，而那个构造器最终会调用父类构造器）。

隐式 super() 调用的机制

当子类构造器中没有显式地通过 super(...) 或 this(...) 调用其他构造器时，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，即 super();。这个隐式调用确保了在子类特有的初始化逻辑执行之前，父类的初始化逻辑已经完成。

让我们通过一个具体的例子来理解这个机制：

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

// 子类 B 继承自 A
public class B extends A {
    public B() {
        // 编译器在此处隐式插入了 super();
        System.out.println("B"); // 子类构造器
    }
}

// 主方法进行测试
public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        B b1 = new B(); // 创建 B 的实例
    }
}

当执行 B b1 = new B(); 时，其输出结果将是：

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A
B

执行流程解析：

1. new B() 被调用。
2. 进入 B 类的构造器 public B()。
3. 由于 B() 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();。
4. super(); 被执行，这会调用父类 A 的无参构造器 public A()。
5. A 的构造器执行，打印 "A"。
6. A 的构造器执行完毕，控制权返回到 B 的构造器。
7. B 的构造器继续执行，打印 "B"。
8. B 的构造器执行完毕，对象 b1 创建完成。

这就是为什么即使在子类构造器中没有显式写 super()，父类的构造器也会被调用的原因。

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显式 super() 调用的必要性

虽然隐式调用 super(); 很方便，但在某些情况下，我们必须显式地使用 super()：

1. 父类没有无参构造器： 如果父类只定义了带参数的构造器，而没有定义无参构造器，那么子类构造器就不能依赖隐式的 super(); 调用。在这种情况下，子类必须显式地调用父类的一个带参构造器，并提供相应的参数。

   class Parent {
       public Parent(String name) {
           System.out.println("Parent with name: " + name);
       }
       // 没有无参构造器
   }
   
   class Child extends Parent {
       public Child() {
           // 错误：这里必须显式调用 super(args)
           // super(); // 编译错误，因为 Parent 没有无参构造器
           super("Default Child Name"); // 正确：显式调用父类带参构造器
           System.out.println("Child constructor");
       }
   }

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2. 需要调用父类的特定带参构造器： 即使父类有无参构造器，如果子类希望调用父类的某个特定带参数的构造器来进行初始化，也必须显式使用 super(arguments);。

   class Vehicle {
       String type;
       public Vehicle() {
           this("Generic Vehicle"); // 调用自身另一个构造器
       }
       public Vehicle(String type) {
           this.type = type;
           System.out.println("Vehicle type: " + type);
       }
   }
   
   class Car extends Vehicle {
       public Car() {
           super("Sedan"); // 显式调用父类带参构造器，设置类型为"Sedan"
           System.out.println("Car constructor");
       }
   }

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注意事项：

• super() 或 this() 调用（如果存在）必须是构造器中的第一条语句。
• 在一个构造器中，super() 和 this() 不能同时出现。因为它们都要求作为第一条语句。
• 如果子类构造器中显式调用了 this(...)（即调用了自身的另一个构造器），那么这个被调用的构造器最终会负责调用父类的构造器（可能是隐式 super();，也可能是显式 super(...)）。

总结

理解Java中构造器与继承的关系至关重要。构造器不被继承，但子类构造器在执行前必须先调用父类的构造器。这种调用可以是编译器自动插入的对无参父类构造器的隐式 super();，也可以是开发者为了满足父类初始化需求或调用特定父类构造器而进行的显式 super(arguments);。掌握这一机制有助于编写健壮且符合预期的Java继承代码。

以上就是Java继承中构造器的隐式调用机制解析的详细内容，更多请关注php中文网其它相关文章！