103. Java 继承 - 状态、实现和类型的多重继承

在 Java 中，类和接口之间有几个显著的区别。类可以包含字段（即实例变量），而接口不能。此外，可以实例化一个类来创建对象，而接口不能直接实例化对象。对象的状态存储在类的字段中，这些字段定义在类中。Java 编程语言不允许从多个类继承的一个原因是为了避免"状态的多重继承"问题，即从多个类继承字段的问题。我们来具体了解一下这几个概念。

状态的多重继承

假设 Java 允许多继承，可以定义一个类继承自多个类。如果我们通过实例化该类来创建一个对象，这个对象会从所有父类继承字段。如果父类的字段或方法有冲突，编译器将无法确定使用哪个字段或方法。

例如，假设我们有以下类：

java 复制代码

class A {
    String name = "Class A";
}

class B {
    String name = "Class B";
}

class C extends A, B { // 假设 Java 允许多继承
    // 问题：name 字段来自 A 和 B，编译器不知道该使用哪个字段
}

如果 C 类继承了 A 和 B，这就会引发"状态的多重继承"问题：A 和 B 都定义了 name 字段，C 类无法确定应使用哪个字段。

然而，在 Java 中，类不允许多继承，因此避免了这种问题。接口不包含字段，所以不必担心这种类型的冲突。

实现的多重继承

实现的多重继承指的是类继承多个类的方法定义的能力。在 Java 中，我们通常使用接口来实现多继承。但是，多个接口可能定义同名的方法，这会导致一些问题，例如名称冲突和歧义。

java 复制代码

interface Interface1 {
    default void show() {
        System.out.println("Interface1 method");
    }
}

interface Interface2 {
    default void show() {
        System.out.println("Interface2 method");
    }
}

class MyClass implements Interface1, Interface2 {
    @Override
    public void show() {
        // 冲突：继承了两个接口的同名方法
        System.out.println("MyClass method");
    }
}

在上面的例子中，Interface1 和 Interface2 都有一个默认方法 show()。当 MyClass 实现这两个接口时，它会面临方法冲突，因为两个接口都定义了同名方法 show()。

Java 通过引入 默认方法 来支持接口的多重继承。默认方法是接口中定义的具有实现的方法，它可以被实现类直接使用，但如果有冲突，类需要显式地覆盖它们。上述代码中，MyClass 需要通过重写 show() 方法来解决冲突。

类型的多重继承

Java 支持接口的多重继承，也就是说一个类可以实现多个接口，允许对象具有多种类型。一个对象不仅有自己的类类型，还有它实现的所有接口的类型。

例如：

java 复制代码

interface Movable {
    void move();
}

interface Runnable {
    void run();
}

class Robot implements Movable, Runnable {
    @Override
    public void move() {
        System.out.println("Robot is moving");
    }

    @Override
    public void run() {
        System.out.println("Robot is running");
    }
}

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Robot robot = new Robot();
        robot.move(); // 输出：Robot is moving
        robot.run();  // 输出：Robot is running
        
        // 通过接口类型声明
        Movable movable = robot;
        movable.move(); // 输出：Robot is moving

        Runnable runnable = robot;
        runnable.run(); // 输出：Robot is running
    }
}

在这个例子中，Robot 类实现了两个接口：Movable 和 Runnable。这样，Robot 类对象不仅是 Robot 类型的对象，它还是 Movable 类型和 Runnable 类型的对象。通过接口类型声明的变量可以引用实现了这些接口的类的对象。

总结

状态的多重继承：Java 不允许类多继承，避免了从多个类继承字段的潜在冲突。
实现的多重继承：Java 允许类实现多个接口，这些接口可以包含默认方法，但如果接口方法冲突，类必须覆盖这些方法。
类型的多重继承：一个类可以实现多个接口，从而使对象具备多种类型。这种多重继承不会引发状态的冲突，因为接口不包含字段。
默认方法冲突：Java 允许接口提供默认方法，但如果实现类继承了多个接口，并且这些接口有相同名称的默认方法，编译器会要求类显式覆盖这些方法。