2.1 族谱登记：继承与方法重写

2.1 族谱登记：继承与方法重写

本节摘要：继承用 extends 把类连成族谱——子类自动获得父类的非私有成员，可新增自己的成员，也可重写父类方法。方法重写有硬规则：方法签名相同、访问权限不能更严、返回类型可以协变；super 则是子类回望祖先的通道。本节拆解继承拿了什么不能拿什么、构造器在族谱上的传递链，并厘清重载与重写这对最常被混谈的概念。

代码复制粘贴到第五遍，就该画族谱了

上一章我们能把 Resident、Account 各自登记得清清楚楚，但真实系统里会出现一族高度相似的类：Employee、Manager、Intern 都有姓名、工号、都能打印名片，差异只在一两处行为。复制三遍代码的代价很快显形：改一处打印格式，要记得改三个类，第四个类是后来人写的、照着旧版抄，格式从此不一致。继承就是解决这个问题的机制：把公共成员登记到父类，子类 extends 之后自动持有，只需声明差异部分。

// 祖产登记在父类
class Staff {
    protected String name;     // protected：给跨包子孙留的通道（第 1 章矩阵）
    protected int no;

    Staff(String name, int no) {
        this.name = name;
        this.no = no;
    }

    void printCard() {         // 通用章程
        System.out.println("工号 " + no + " ：" + name);
    }
}

// 子类一：经理 —— 祖产全继承，再加自己的成员
class Manager extends Staff {
    double bonus;
    Manager(String name, int no, double bonus) {
        super(name, no);       // 族谱上的入籍链：先请祖先完成登记
        this.bonus = bonus;
    }
    void grantBonus() {        // 子类新增技能
        System.out.println(name + " 发放津贴 " + bonus + " 元");
    }
}

public class ExtDemo {
    public static void main(String[] args) {
        Manager m = new Manager("周九", 1001, 5000.0);
        m.printCard();         // 祖产方法直接可用 输出：工号 1001 ：周九
        m.grantBonus();        // 输出：周九 发放津贴 5000.0 元
    }
}
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继承了两条铁律要立即立住。其一，Java 单继承：一个类只能有一个直接父类（一个家族只能入一本族谱），但一个父类可以有很多子类；"一个人身兼多职"的需求由接口承担（第 3 章）。其二，构造器不被继承：子类构造器必须在第一行处理父类的入籍——要么显式 super(参数)，要么省略（编译器隐式插入 super() 调父类无参构造器）。这直接呼应 1.2 节的事故：父类只写了带参构造器、无参版消失，子类那句隐式的 super() 就找不到目标，全线报错。

重写：子孙另立章程的规则

继承来的方法如果行为不合身，子类可以重写（override）：方法签名相同、重新给实现。三条硬规则：签名必须与父类一致（方法名与参数列表）；访问权限不能比父类更严（父类 protected，子类最多提到 public、不能压回 private）；返回类型要么相同、要么是父类返回类型的子类（协变返回）。配上 @Override 注解，编译器会替你核对"确实重写了父类方法"——注解不写程序也能跑，但写错方法名时没有注解就变成定义新方法，这种静默错误排查极苦。

class Intern extends Staff {
    Intern(String name, int no) { super(name, no); }

    @Override
    void printCard() {                       // 重写：实习生名片加标注
        super.printCard();                   // 回望祖先：先按通用章程打印
        System.out.println("  备注：实习期成员，权限受限");   // 再追加自己的章程
    }
}

public class OverrideDemo {
    public static void main(String[] args) {
        Intern i = new Intern("吴十", 2001);
        i.printCard();
        // 输出：
        // 工号 2001 ：吴十
        //   备注：实习期成员，权限受限
    }
}
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这里出现了 super 的两种用法：super(参数) 在构造器第一行调父类构造器；super.方法名 在子类方法里调父类版本。重写不等于替换——"先走祖先流程、再补自己的"是极常见的重写姿势，模板方法模式（第 3 章 3.1 节）把这个姿势机制化了。

重写最容易被拿来与**重载（overload）**混为一谈，两者只差一个字，机制完全不同：

一句话分辨：重载是"一个名字多种入参"，重写是"一份章程后代改版"。绑定时机那一列是分水岭——重载在编译期就定了调谁，重写要等运行时看对象是谁，这正是下一节多态的入口。

图 2-1 方法调用在族谱上的查找路径

完整案例：族谱上的一次安全重构

背景：物流系统里有 PlainPackage（普通件）和 FragilePackage（易碎件），最初是两个独立类，打印面单的代码各写一份。面单格式调整时漏改易碎件，线上打出了旧格式。操作：抽取父类 Package 持有公共字段与面单框架方法，易碎件重写面单方法并在其中先调 super：

class Package {
    protected String id;
    Package(String id) { this.id = id; }
    String label() { return "包裹 " + id + " 请轻放"; }
}

class FragilePackage extends Package {
    FragilePackage(String id) { super(id); }
    @Override
    String label() { return super.label() + " 【易碎 加固包装】"; }
}

public class RefactorDemo {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println(new Package("P01").label());
        // 输出：包裹 P01 请轻放
        System.out.println(new FragilePackage("F09").label());
        // 输出：包裹 F09 请轻放 【易碎 加固包装】
    }
}
​

结果：面单通用文案只存在于父类一处，改一处两个类同时生效。解读：继承复用的是"结构加行为"，重构收益来自公共逻辑的单一事实来源；重写里调用 super 保留了家族通用流程，只做增量修饰。变式：若以后出现"冷链件"要叠加第三种标注，再派一个子类重写即可；若标注种类爆炸成十几种，就该换成"装饰"思路或策略接口（第 3 章接口的用武之地）——继承适合"家族内少量差异"，不适合"差异维度无限增长"。

本节要点回顾

• 继承共享祖产：子类自动获得父类非私有成员，Java 单继承、构造器不被继承，子类构造器第一行必须处理 super（显式或隐式）
• 父类无参构造器是隐式 super 的目标：只写带参构造器会让子类全线报错——1.2 节的事故在族谱上放大
• 重写三规则：签名相同、访问不能更严、返回可协变；@Override 让编译器替你把关，务必养成手写习惯
• super 两用法：super(参数) 走父类入籍链，super.方法 回望祖先流程；"先祖先后自己"是最常用的重写姿势
• 重载与重写一句话分工：重载编译期按入参静态选、重写运行期按对象动态定——后者的机制正是下一节的主角

族谱登记完毕，同一张叫号单下不同住户如何各自应答？下一节把"父类引用指向子类对象"这个写法拆开，看动态绑定在运行时怎么走。