JAVA中为什么要慎重使用继承

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JAVA中使用到继承就会有两个无法回避的缺点：

打破了封装性，子类依赖于超类的实现细节，和超类耦合。
超类更新后可能会导致错误。

继承打破了封装性

关于这一点，下面是一个详细的例子（来源于Effective Java第16条）

public class MyHashSet extends HashSet {
 private int addCount = 0;

 public int getAddCount() {
  return addCount;
 }

 @Override
 public boolean add(E e) {
  addCount++;
  return super.add(e);
 }

 @Override
 public boolean addAll(Collection c) {
  addCount += c.size();
  return super.addAll(c);
 }
}

这里自定义了一个HashSet，重写了两个方法，它和超类唯一的区别是加入了一个计数器，用来统计添加过多少个元素。

写一个测试来测试这个新增的功能是否工作：

public class MyHashSetTest {
 private MyHashSet myHashSet = new MyHashSet();

 @Test
 public void test() {
  myHashSet.addAll(Arrays.asList(1,2,3));
  
  System.out.println(myHashSet.getAddCount());
 }
}

运行后会发现，加入了3个元素之后，计数器输出的值是6。

进入到超类中的addAll()方法就会发现出错的原因：它内部调用的是add()方法。所以在这个测试里，进入子类的addAll()方法时，数器加3，然后调用超类的addAll()，超类的addAll()又会调用子类的add()三次，这时计数器又会再加三。

问题的根源

将这种情况抽象一下，可以发现出错是因为超类的可覆盖的方法存在自用性(即超类里可覆盖的方法调用了别的可覆盖的方法)，这时候如果子类覆盖了其中的一些方法，就可能导致错误。

JAVA中为什么要慎重使用继承

比如上图这种情况，Father类里有可覆盖的方法A和方法B，并且A调用了B。子类Son重写了方法B，这时候如果子类调用继承来的方法A，那么方法A调用的就不再是Father.B()，而是子类中的方法Son.B()。如果程序的正确性依赖于Father.B()中的一些操作，而Son.B()重写了这些操作，那么就很可能导致错误产生。

关键在于，子类的写法很可能从表面上看来没有问题，但是却会出错，这就迫使开发者去了解超类的实现细节，从而打破了面向对象的封装性，因为封装性是要求隐藏实现细节的。更危险的是，错误不一定能轻易地被测出来，如果开发者不了解超类的实现细节就进行重写，那么可能就埋下了隐患。

超类更新时可能产生错误

这一点比较好理解，主要有以下几种可能：

1、超类更改了已有方法的签名。会导致编译错误。

2、超类新增了方法：

和子类已有方法的签名相同但返回类型不同，会导致编译错误。
和子类的已有方法签名相同，会导致子类无意中复写，回到了第一种情况。
和子类无冲突，但可能会影响程序的正确性。比如子类中元素加入集合必须要满足特定条件，这时候如果超类加入了一个无需检测就可以直接将元素插入的方法，程序的正确性就受到了威胁。

设计可继承的类

设计可以用来继承的类时，应该注意：

对于存在自用性的可覆盖方法，应该用文档精确描述调用细节。
尽可能少的暴露受保护成员，否则会暴露太多实现细节。
构造器不应该调用任何可覆盖的方法。

详细解释下第三点。它实际上和继承打破了封装性里讨论的问题很相似，假设有以下代码：

public class Father {
 public Father() {
  someMethod();
 }

 public void someMethod() {
 }
}

public class Son extends Father {
 private Date date;

 public Son() {
  this.date = new Date();
 }

 @Override
 public void someMethod() {
  System.out.println("Time = " + date.getTime());
 }
}

上述代码在运行测试时就会抛出NullPointerException ：

public class SonTest {
 private Son  son = new Son();

 @Test
 public void test() {
  son.someMethod();
 }
}

因为超类的构造函数会在子类的构造函数之前先运行，这里超类的构造函数对someMethod()有依赖，同时someMethod()被重写，所以超类的构造函数里调用到的将是Son.someMethod()，而这时候子类还没被初始化，于是在运行到date.getTime()时便抛出了空指针异常。

因此，如果在超类的构造函数里对可覆盖的方法有依赖，那么在继承时就可能会出错。

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文章标题：JAVA中为什么要慎重使用继承
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