• 谜题90:荒谬痛苦的超类


    下面的程序实际上不会做任何事情。更糟的是,它连编译也通不过。为什么呢?又怎么来订正它呢?

    
    public class Outer {
    
        class Inner1 extends Outer{}
    
        class Inner2 extends Inner1{}
    
    }
    

    这个程序看上去简单得不可能有错误,但是如果你尝试编译它,就会得到下面这个有用的错误消息:

    
    Outer.java:3: cannot reference this before supertype constructor has been called
    
        class Inner2 extends Inner1{}
    
        ^
    

    好吧,可能这个消息不那么有用,但是我们还是从此入手。问题在于编译器产生的缺省的Inner2的构造器为它的super调用找不到合适的外部类实例。让我们来看看显式地包含了构造器的该程序:

    
    public class Outer {
    
        public Outer() {}
    
        class Inner1 extends Outer{
    
            public Inner1() {
    
                super();    // 调用Object()构造器
    
            }
    
        }
    
        class Inner2 extends Inner1{
    
            public Inner2() {
    
                super();    // 调用Inner1()构造器
    
            }
    
        }
    
    }
    

    现在错误消息就会显示出多一点的信息了:

    
    Outer.java:12: cannot reference this before
    
                     supertype constructor has been called
    
            super();    // 调用Inner1()构造器 
    
            ^
    

    因为Inner2的超类本身也是一个内部类,一个晦涩的语言规则登场了。正如大家知道的,要想实例化一个内部类,如类Inner1,需要提供一个外部类的实例给构造器。一般情况下,它是隐式地传递给构造器的,但是它也可以以expression.super(args)的方式通过超类构造器调用(superclass constructor invovation)显式地传递[JLS 8.8.7]。如果外部类实例是隐式传递的,编译器会自动产生表达式:它使用this来指代最内部的其超类是一个成员变量的外部类。这确实有点绕口,但是这就是编译器所作的事情。在本例中,那个超类就是Inner1。因为当前类Inner2间接扩展了Outer类,Inner1便是它的一个继承而来的成员。因此,超类构造器的限定表达式直接就是this。编译器提供外部类实例,将super重写成this.super。 解释到这里,编译错误所含的意思可扩展为:

    
    Outer.java:12: cannot reference this before
    
                            supertype constructor has been called
    
             this.super();    
    
             ^
    

    现在问题就清楚了:缺省的Inner2的构造器试图在超类构造器被调用前访问this,这是一个非法的操作[JLS 8.8.7.1]。解决这个问题的蛮力方法是显式地传递合理的外部类实例:

    
    public class Outer {
    
         class Inner1 extends Outer {}
    
         class Inner2 extends Inner1{
    
             public Inner2() {
    
                 Outer.this.super();
    
             }
    
         }
    
    }
    

    这样可以通过编译,但是它太复杂了。这里有一个更好的解决方案:无论何时你写了一个成员类,都要问问你自己,是否这个成员类真的需要使用它的外部类实例?如果答案是否定的,那么应该把它设为静态成员类。内部类有时是非常有用的,但是它们很容易增加程序的复杂性,从而使程序难以被理解。它们和泛型(谜题89)、反射(谜题80)以及继承(本谜题)都有着复杂的交互方式。在本例中,如果你将Inner1设为静态的便可以解决问题了。如果你将Inner2也设为静态的,你就会真正明白这个程序做了什么:确实是一个相当好的意外收获。

    总之,这种一个类既是外部类又是其他类的超类的方式是很不合理的。更一般地讲,扩展一个内部类的方式是很不恰当的;如果必须这样做的话,你也要好好考虑其外部类实例的问题。另外,尽量用静态嵌套类而少用非静态的[EJ Item 18]。大部分成员类可以并且应该被声明为静态的。

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