Java 中的菱形问题是什么？

在Java 中，菱形问题与多重继承有关。有时它也被称为致命菱形问题或死亡菱形。其中一个挑战就是“菱形问题”，它出现在多重继承的上下文中。在本节中，我们将学习Java 中的需求问题是什么以及Java 中菱形问题的解决方案是什么。

在深入研究菱形问题之前，我们先来看一下Java 中的继承。

Java 中的继承

继承是两个类之间的关系，父类和子类。子类（sub-class）继承了父类（super-class）的所有属性。为了定义这种关系，我们使用 extends 关键字。Java 支持单一继承，这意味着一个类只能扩展一个父类。例如，类 B 可以扩展类 A，继承其属性和方法。它确保了继承层次结构的清晰性和避免了歧义。例如：

当我们把一个类的属性继承到另一个类时，父类（super-class）的一个副本会被创建到子类（sub-class）的对象中。因此，通过使用子类对象，我们也可以访问父类的成员。

多重继承

它是面向对象概念的一个特性，一个类可以继承多个父类的属性。当存在两个父类中具有相同名称和签名的同名方法时，这个特性就会产生问题。当我们调用该方法时，编译器会感到困惑，无法确定应该调用哪个类的方法，甚至不知道哪个类的方法会获得优先权。

让我们通过一个例子来理解这个概念。

A.java

• 类 B 和类 C 继承类 A。类 A 的 display() 方法被类 B 和类 C 重写。
• 类 D 继承类 B 和类 C（这在 Java 中是无效的）。假设我们需要通过类 D 的对象来调用 display() 方法，在这种情况下，Java 编译器不知道应该调用哪个 display() 方法。因此，它会产生歧义。

当我们编译上述程序时，它会显示编译器错误，如下图所示。

由于这些复杂的性和歧义，Java 不支持多重继承。它会在各种操作中产生问题，例如构造函数链和类型转换。因此，为了简化问题，最好避免它。

菱形问题

菱形问题是 Java 中继承方面的一个常见问题。继承是面向对象编程语言（如 C++、Java 等）中一个非常流行的属性。有不同类型的继承，如单一继承、多重继承、多层继承和混合继承。但请记住，Java 由于菱形问题而不支持多重继承。

当一个类继承自两个或多个类，而这两个类又共享一个共同的父类时，就会出现菱形问题。这种情况会在继承层次结构中产生歧义，正如菱形依赖图所示，因此得名“菱形问题”。

简单的继承允许子类从一个父类派生属性。例如，如果类 B 只继承类 A 的属性，那么它被称为简单的继承，Java 支持它们。

多层继承允许子类从一个可以继承其他类属性的类继承属性。例如，类 C 可以继承来自类 B 的属性，而类 B 本身又从类 A 继承。Java 也支持它们。

Java 不允许的是多重继承，即一个类可以从多个类继承属性。这被称为菱形问题。在上图中，我们发现类 D 试图从类 B 和类 C 继承，这在 Java 中是不允许的。

这是允许多重继承所产生的歧义。这对其他面向对象编程语言来说是一个严重的问题。有时也被称为死亡菱形。

解决策略

为了解决涉及默认方法的菱形问题场景，Java 提供了几种策略：

• 重写默认方法：类 D 可以重写默认的 display() 方法并提供自己的实现。这确保了清晰度并解决了歧义。
• 调用所需方法：类 D 可以使用接口名称从其中一个接口调用所需的方法实现。
• 接口继承：如果接口 B 和 C 本身扩展了接口 A，类 D 可以从接口 A 继承默认方法实现，从而减轻冲突。

菱形问题的解决方案

菱形问题的解决方案是默认方法和接口。我们可以通过使用这两个来实现多重继承。

默认方法类似于抽象方法。唯一的区别是它在接口内部定义，并带有默认实现。我们不需要重写这些方法，因为它们已经被实现了。

接口的优点是它可以有两个不同的接口包含具有相同名称和签名的默认方法。这允许我们从一个类实现这两个接口。我们必须明确地使用接口名称重写默认方法。

DemoClass.java

输出

The display() method of DemoInterface1 invoked
The display() method of DemoInterface2 invoked

在上面的例子中，我们看到两个接口具有相同的类名和签名。我们通过一个接口名称调用了该方法，这并没有在方法之间造成任何歧义。

在下面的示例中，我们移除了默认方法。

DemoClass.java

输出

The dispaly() method invoked

因此，我们可以通过使用接口来实现多重继承。这也是菱形问题的解决方案。