Java菱形问题

最近整理八股的时候才注意到Java也有菱形问题，一直只记得没有多继承是为了解决菱形问题。本文由Gemini 2.5 pro 帮助整理👍

菱形问题回顾 (类继承)

在面向对象编程中，菱形问题发生在一个类（例如 D 类）同时继承自两个都派生自同一个基类（例如 A 类）的父类（例如 B 类和 C 类）。如果 A 类中有一个方法，而 B 类和 C 类都重写（override）了这个方法，那么 D 类在调用这个方法时，编译器就无法确定应该调用 B 类的版本还是 C 类的版本，从而产生歧义。

Java 中接口如何避免菱形问题

Java 允许一个类实现多个接口，但不会出现菱形问题，主要原因在于接口的特性：

1. 接口只定义行为契约，不包含具体实现 (Java 8 之前)：

   • 在 Java 8 之前，接口中的方法都是抽象的（abstract），没有方法体。这意味着子类实现接口时，必须自己提供方法的具体实现。
   • 即使多个接口中声明了相同签名的方法，实现类也只需要提供一个统一的实现。编译器不会混淆应该使用哪个接口的“实现”，因为接口本身不提供实现。

2. Java 8 及之后接口的默认方法 (Default Methods) 和静态方法 (Static Methods)：

   • Java 8 引入了接口的默认方法，允许接口提供方法的默认实现。这似乎可能重新引入菱形问题。

   • 解决方法： Java 对此有明确的规则来解决冲突：

     • 类优先原则 (Class wins)： 如果一个类继承了一个父类，并且实现了一个接口，父类和接口中都有相同签名的默认方法，那么父类的方法会被优先选择。
     • 子接口优先原则 (Sub-interface wins)： 如果一个接口继承了另一个接口，并且两者都有相同签名的默认方法，那么子接口的默认方法会被优先选择。
     • 显式选择或重新实现： 如果一个类实现了多个接口，并且这些接口中包含了签名相同的默认方法（且没有继承关系来解决冲突），那么编译器会报错。这种情况下，实现类必须显式地重写该方法，明确指定使用哪个接口的默认方法（通过 InterfaceName.super.methodName() 的形式），或者提供一个全新的实现。

   • 接口的静态方法属于接口本身，不被实现类继承，因此不会引起菱形问题。

总结来说：

• 对于抽象方法：接口不提供实现，由实现类提供唯一的实现，因此不存在冲突。
• 对于默认方法：Java 通过“类优先”、“子接口优先”以及强制实现类在冲突时显式解决的规则，避免了菱形问题带来的歧义。

因此，虽然一个类可以实现多个接口，并且这些接口可能继承自共同的父接口，或者声明了相同签名的方法，但 Java 的设计机制确保了不会出现传统意义上因实现不明确而导致的菱形问题。编译器会要么自动解决（基于规则），要么强制开发者显式解决，从而保证了代码的清晰性和可维护性。