[!info] 关联笔记

• 所属 MOC：类型系统与 OOP · 学习路线
• 前置概念：类与对象 · 构造器 · 方法
• 后续概念：接口与抽象类 · equals
• 容易混淆：重载 overload vs 覆盖 override

Java 继承与多态

这个概念为什么出现

业务常有“通用流程 + 特殊规则”：所有支付单要校验金额，但信用卡与钱包的扣款方式不同。继承与多态允许用统一父类型引用操作不同子类实现，把变化点留在覆盖方法里。

[!abstract] 一句话理解 子类继承父类可复用结构与行为；覆盖实例方法后，调用由运行时类型动态分派；编译期类型决定可见成员，运行时类型决定覆盖实现。

最小可运行示例

场景：支付网关用同一“结算”入口处理不同渠道

abstract class Payment {
    final int amountCents;
    Payment(int amountCents) {
        if (amountCents <= 0) throw new IllegalArgumentException("amount");
        this.amountCents = amountCents;
    }
    // 模板步骤
    final String settle() {
        return channel() + " settled=" + amountCents;
    }
    abstract String channel();
}

class CardPayment extends Payment {
    CardPayment(int amountCents) { super(amountCents); }
    @Override String channel() { return "CARD"; }
}

class WalletPayment extends Payment {
    WalletPayment(int amountCents) { super(amountCents); }
    @Override String channel() { return "WALLET"; }
}

public class PaymentRouter {
    // route：业务只依赖父类型。
    // 教学点：编译期类型 Payment，运行时分派 channel()。
    static String route(Payment p) {
        return p.settle();
    }
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println(route(new CardPayment(100)));
        System.out.println(route(new WalletPayment(50)));
    }
}

建议运行：

javac PaymentRouter.java && java PaymentRouter

期望输出：

CARD settled=100
WALLET settled=50

结合场景再看三个关注点

1. @Override 帮助编译器校验签名，避免“本想覆盖却重载”。
2. 父类构造先于子类字段初始化。
3. 继承是强耦合；能用组合/接口时优先考虑。

核心概念与准确模型

1. 继承关系

• extends 单继承类
• 子类获得父类可见成员
• super 调用父类构造/方法

2. 覆盖（override）条件（直觉）

• 实例方法同签名
• 返回类型协变允许
• 访问权限不能更窄
• static/私有/final 不能按实例多态覆盖语义使用

3. 向上转型与向下转型

Payment p = new CardPayment(1); // 向上
CardPayment c = (CardPayment) p; // 向下，失败则 ClassCastException

优先用多态方法，而不是到处强转。

4. 动态分派

• 对实例方法按运行时类型选实现
• 字段访问与 static 方法不按同样多态规则“覆盖字段”

边界情况与反直觉行为

1. 构造器中调用可覆盖方法 → 子类未初始化风险。
2. 误把重载当覆盖。
3. 深继承树使变更爆炸。

常见误区

[!warning] 常见误区：继承为了复用私有实现细节 复用优先组合；继承表达的是“是一种”且愿意遵守父类契约（LSP）。

工程实践

1. 优先 final 类/方法锁住不该被扩的点。
2. 父类型表达行为契约，而不是暴露一堆可写字段。
3. 用接口定义能力，用小继承树实现。
4. equals 与继承一起设计要特别小心（见 equals 篇）。

本节总结

• 继承复用与特化；多态靠动态分派
• 编译期类型 vs 运行时类型
• 组合优于盲目继承

自测题

1. 覆盖与重载如何区分？
2. 为什么支付路由依赖 Payment 而不是具体类？

参考答案

1. 覆盖：继承体系同签名实例方法替换；重载：同名不同参，编译期解析。
2. 对扩展开放：新增渠道不必改路由签名，只新增子类型。

延伸阅读与资料来源

资料	类型	支撑内容
JLS Inheritance / Override	规范	继承与方法
Polymorphism (Oracle Tutorial)	教程	多态