4.2. Одиночное и множественное наследование

В языке Java новый класс может расширять всего один суперкласс— такая модель носит название одиночного наследования. Расширение класса означает, что новый класс наследует от своего суперкласса не только контракт, но и реализацию. В некоторых объектно-ориентированных языках используется множественное наследование, при котором новый класс может иметь два и более суперклассов.

Множественное наследование оказывается полезным в тех случаях, когда требуется наделить класс новыми возможностями и при этом сохранить большую часть (или все) старых свойств. Однако при наличии нескольких суперклассов возникают проблемы, связанные с двойственным наследованием. Например, рассмотрим следующую иерархию типов:

Обычно такая ситуация называется “ромбовидным наследованием”, и в ней нет ничего плохого— подобная структура встречается довольно часто. Проблема заключается в наследовании реализации. Если класс W содержит открытое поле goggin и у вас имеется ссылка на объект типа Z с именем zref, то чему будет соответствовать ссылка zref.goggin? Будет ли она представлять собой копию goggin из класса X, или из класса Y, или же X и Y будут использовать одну копию goggin, поскольку в действительности W входит в Z всего один раз, хотя Z одновременно является и X, и Y?

Чтобы избежать подобных проблем, в Java используется объектно-ориентированная модель с одиночным наследованием.

Одиночное наследование способствует правильному проектированию. Проблемы множественного наследования возникают из расширения классов при их реализации. Поэтому Java предоставляет возможность наследования контракта без связанной с ним реализации. Для этого вместо типа class используется тип interface.

Таким образом, интерфейсы входят в иерархию классов и наделяют Java возможностями множественного наследования.

Классы, расширяемые данным классом, и реализованные им интерфейсы совместно называются его супертипами; с точки зрения супертипов, новый класс является подтипом. В понятие “полного типа” нового класса входят все его супертипы, поэтому ссылка на объект класса может использоваться полиморфно— то есть всюду, где должна находиться ссылка на объект любого из супертипов (класса или интерфейса). Определения интерфейсов создают имена типов, подобно тому как это происходит с именами классов; вы можете использовать имя интерфейса в качестве имени переменной и присвоить ей любой объект, реализующий данный интерфейс.

4.3. Расширение интерфейсов

Интерфейсы также могут расширяться с помощью ключевого слова extended. В отличие от классов, допускается расширение интерфейсом сразу нескольких других интерфейсов:

interface Shimmer extends FloorWax, DessertTopping {

double amazingPrice();

}

Тип Shimmer расширяет FloorWax и DessertTopping; это значит, что все методы и константы, определенные в FloorWax и DessertTopping, являются составной частью его контракта, и к ним еще добавляется метод amazingPrice.

Если вы хотите, чтобы ваш класс реализовывал интерфейс и при этом расширял другой класс, то вам необходимо применить множественное наследование. Другими словами, у вас появляется класс, объекты которого могут использоваться там, где допускаются типы суперкласса и суперинтерфейса. Давайте рассмотрим следующее объявление:

interface W { }

interface X extends W { }

class Y implements W { }

class Z extends Y implements X { }

Ситуация отчасти напоминает знакомое нам “ромбовидное наследование”, но на этот раз нет никаких сомнений по поводу того, какие поля, X илиY, должны использоваться; у X нет никаких полей, поскольку это интерфейс, так что остается только Y. Диаграмма наследования будет выглядеть следующим образом:

W, X и Y могли бы быть интерфейсами, а Z— классом. Вот как бы это выглядело:

interface W { }

interface X extends W { }

interface Y extends W { }

class Z implements X, Y { }

Z оказывается единственным классом, входящим в данную иерархию.

У интерфейсов, в отличие от классов, нет единого корневого интерфейса (аналогичного классу Object), лежащего в основе всей иерархии. Несмотря на это, вы можете передать выражение любого из интерфейсных типов методу, получающему параметр типа Object, потому что объект должен принадлежать к какому-то классу, а все классы являются подклассами Object. Скажем, для приведенного выше примера допускается следующее присваивание переменной obj:

protected void twiddle(W wRef) {

Object obj = wRef;

// ...

}