受限多重繼承的演進

觀察到兩個以上類別具有重複定義時，可考慮將重複部份抽出至新類別，使用新類別的方式之一是透過繼承，這是由下而上的繼承思考方式；如果觀察到類別已定義某些功能，為了避免在新類別中重複定義，方式之一就是繼承該類別，這是由上而下的繼承思考方式。

無論是直接支援多重繼承或提供受限多重繼承，思考重點都在於由下而上抽取出的重複，或是由上而下繼承的定義是否過於具體。

解決多重繼承複雜問題的規則過於複雜
若觀察A、B類別具有重複定義x，因而提取x至Px類別，由A、B類別繼承，若觀察B、C類別亦有重複定義y，因而提取y至Py類別，由B、C類別繼承，此時B同時繼承了Px、Py類別，如此由下而上思考產生的多重繼承，似乎再自然不過。

然而允許多重繼承容易使得繼承結構複雜化，若上述A、B、C亦有重複定義z，那麼提取z至Pz類別，此時Pz該由Px、Py繼承，還是由A、B、C直接繼承？如果是前者的情況，那麼B類別查找定義的順序，應該是Px、Pz、Py，還是Py、Pz、Px，或是Px、Py、Pz，亦或是其它規則？如果Pz定義的z在Px與Py中都重新定義，那麼繼承了Px、Py的B，到底使用的是Px定義的z，還是Py重新定義的z？

直接允許多重繼承，顯然會有繼承結構複雜化、繼承順序與功能衝突等問題，當然透過語法規則可嘗試解決，像是標示優先順序、明確指定使用哪個類別繼承而來的定義、發生衝突時要求開發者明確重新定義等，但多重繼承的問題重點之一，在於原本為了解決複雜問題的規則過於複雜，人們用規則時又造成其他問題，像是選用規則過於寬鬆而易於破壞既有程式，或是過於嚴格而使日後彈性受限，更多時候是對規則誤解或忽略而產生的程式臭蟲。

受限多重繼承，用以輔助單一繼承
如果繼承來源只有一個，繼承時由下而上觀察是個線性關係，繼承結構因而單純，由於是線性繼承關係，也就沒有繼承順序與功能衝突問題，然而若有如前述情況，B類別的x與y，分別與A、C類別中的定義重複，僅提供單一繼承架構，並無法解決重複問題，而必須提供某種型式的受限多重繼承。

以Java為例，實作的繼承來源只能有一個，但可以有多個規格的繼承來源，在繼承實作時使用extends關鍵字指定類別，而繼承規格時使用implements指定介面，介面就是Java提供的受限多重繼承機制。以上述問題來說，或可為y定義Iy介面，由C類別實作，B類別可繼承Px、實作Iy並包含C實例，實作y時將操作委託給C實例執行，也就是實現合成（Composition）來取代原先多重繼承的需求。

Java藉由捨棄繼承多個實作來源的可能性，規避了多重繼承下實作衝突等問題，但也因此捨棄了部份程式碼重用的可能性，許多情況下程式碼重複無可避免。例如若Ball實例需要有比較大小的功能，而Comparable介面定義了notEquals()、lessThan()等方法，或許Ball類別可如下實作Comparable：

public class Ball implements Comparable {
public boolean notEquals(Ball that) { return this.radius - that.radius; }
public boolean lessThan(Ball that) { return this.notEquals(that) < 0; }
public boolean lessOrEquals(Ball that) { return this.lessThan(that) || this.notEquals(that) == 0; }
public boolean greaterThan(Ball that) { return !this.lessOrEquals(that); }

如果Cube實例也要有比較大小的功能，在實作Comparable時除了notEquals()必須根據長寬高計算外，lessThan()、lessOrEquals()等方法是相同的，在Java受限的多重繼承下，就算使用合成來解決，也必然會出現一定程度的程式碼重複。

根據抽象的共用實作輔助單一繼承

Java對規格可以有多個繼承來源，但限制實作只有一個繼承來源，然而有些實作分明可以共享，直接引入多重繼承又面臨複雜規則，有折衷方法嗎？

JDK8提案預計在介面中增加的預設方法（Default method）特性，有限度地放寬了繼承時實作來源的限制，也就是繼承時實作來源可以是根據抽象的共用實作。具體來說，介面中將允許方法有預設實作：

public interface Comparable {
boolean notEquals(T that);
boolean lessThan(T that) default { /* 同Ball中實作 */ }
boolean lessOrEquals(T that) default { /* 同Ball中實作 */ }
boolean greaterThan(T that) default { /* 同Ball中實作 */ }

在Comparable介面中，並沒有實作notEquals()，而標示為default的方法都是根據抽象的notEquals()撰寫樣版流程，任何物件需要比較功能，只需實作Comparable的notEquals()方法：

public class Ball implements Comparable {
public boolean notEquals(Ball that) { return this.radius - that.radius; }

這有點像是設計模式中的樣版方法（Template method），差別在於並非使用繼承方式實作抽象方法，而且實作預設方法時不能有狀態（屬性）陳述出現，完全就是根據抽象而實作。

從另一角度來看，Java現階段使用合成達到多重繼承的作法，其實也是根據物件外觀進行實作，預設方法的引入與合成其實是類似的使用概念。

預設方法就是一種受限的多重繼承，雖然可繼承的共用實作是根據抽象，但畢竟就實作類別來說，又因此而有了多個實作的繼承來源，如此就會引發一些與多重繼承相似的問題，像是實作衝突問題，例如父類別的實作方法與介面預設方法衝突時，應以誰為主？若多個介面中有預設方法發生衝突，又該如何取捨？這些問題自然又得定下一堆規則來解決，只不過相對於直接多重繼承還有狀態繼承問題，可繼承根據抽象的共用實作時必須瞭解的規則，算是勉強在可接受的範圍。

思考繼承來源是否過於具體而不抽象
Java現階段限制實作的繼承來源只有一個，免除實作衝突等問題，若引入預設方法，雖然有解決規則可循，但衝突難免，也可能會不經意破壞既有程式功能，這在支援類似功能的語言，可看到端倪。

例如Ruby支援Mixin，如果模組M1中定義x方法呼叫a方法，模組M2中定義y方法呼叫a方法，而M1與M2中兩個a方法實作並不相同，如果有類別先後包括了M1與M2模組，那呼叫類別實例的x方法時，結果可能就會令人驚喜了。

多重繼承會引發問題，可繼承抽象的共用實作的受限多重繼承，也會引發問題，那為什麼Ruby要有Mixin、Scala要有Trait，JDK8要引入預設方法？為什麼Python、C++仍支援多重繼承？

真正問題也許不是多重繼承本身，而是繼承的誤用或濫用，仔細思考多重繼承或受限多重繼承的問題，多半都在於實作上的衝突，這尤其發生在由上而下使用繼承時，開發者若只是為了可擁有某類別的既有功能而使用繼承，而無視於繼承架構的合理性，即使是單一繼承，也會引發繼承濫用問題。

無論是多重繼承、可共用抽象實作的受限多重繼承或單一繼承，其問題發生，多半在於繼承來源過於具體而不抽象。Java一開始限制介面沒有實作，就是強制在語法上限制多重繼承來源只能是抽象，而不能有實作，Ruby的Mixin、Scala的Trait，JDK8的預設方法雖然放寬限制，但仍要求須根據抽象來實作，目的也是強制思考繼承來源是否過於具體。