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。