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Java 中的 protected 访问修饰符

简介

在 Java 编程语言中，访问修饰符用于控制类、变量、方法和构造函数的可访问性。protected 访问修饰符是其中一种，它提供了一种介于 private 和 public 之间的访问级别，在特定的场景下发挥着重要作用。本文将深入探讨 protected 访问修饰符的基础概念、使用方法、常见实践以及最佳实践，帮助读者更好地掌握这一特性。

目录

  1. 基础概念
  2. 使用方法
    • 修饰成员变量
    • 修饰成员方法
    • 修饰构造函数
  3. 常见实践
    • 在继承体系中的应用
    • 在包内的访问控制
  4. 最佳实践
    • 何时使用 protected
    • 避免过度使用 protected
  5. 小结
  6. 参考资料

基础概念

protected 访问修饰符允许被修饰的成员（变量、方法、构造函数）在以下范围内被访问： - 同一类中：与 private 和 public 一样，类内部的代码可以访问 protected 成员。 - 同一包中的其他类：在同一个包内的其他类可以访问 protected 成员，这与 default（包访问权限，无修饰符）类似。 - 不同包中的子类：如果一个类继承自包含 protected 成员的类，那么子类可以访问这些 protected 成员。

使用方法

修饰成员变量

package com.example;

public class ParentClass {
    // 声明一个 protected 成员变量
    protected int protectedVariable;

    public ParentClass() {
        protectedVariable = 10;
    }
}

在上述代码中，protectedVariable 是一个 protected 类型的成员变量。

修饰成员方法

package com.example;

public class ParentClass {
    // 声明一个 protected 成员方法
    protected void protectedMethod() {
        System.out.println("This is a protected method.");
    }
}

这里 protectedMethod 是一个 protected 方法，遵循 protected 访问规则。

修饰构造函数

package com.example;

public class ParentClass {
    // 声明一个 protected 构造函数
    protected ParentClass() {
        System.out.println("This is a protected constructor.");
    }
}

protected 构造函数常用于防止外部直接实例化，同时允许子类通过 super() 调用。

常见实践

在继承体系中的应用

package com.example;

// 父类
public class Animal {
    protected String name;

    protected Animal(String name) {
        this.name = name;
    }

    protected void makeSound() {
        System.out.println("Some sound");
    }
}

// 子类
class Dog extends Animal {
    public Dog(String name) {
        super(name);
    }

    @Override
    protected void makeSound() {
        System.out.println("Woof!");
    }
}

在上述代码中，Animal 类中的 name 变量、构造函数和 makeSound 方法都是 protected 的。Dog 类继承自 Animal，可以访问和重写这些 protected 成员。

在包内的访问控制

package com.example;

public class UtilityClass {
    protected static void utilityMethod() {
        System.out.println("This is a utility method.");
    }
}

class AnotherClassInSamePackage {
    public void callUtilityMethod() {
        UtilityClass.utilityMethod();
    }
}

在同一个包 com.example 中，AnotherClassInSamePackage 可以访问 UtilityClass 中的 protected 静态方法 utilityMethod。

最佳实践

何时使用 protected

  • 在继承体系中：当希望子类能够访问某些内部状态或方法，同时限制外部类的直接访问时，使用 protected 是一个很好的选择。例如，在设计框架或类库时，一些核心的实现细节可以通过 protected 暴露给子类进行扩展。
  • 包内共享：在同一个包内，如果希望某些类之间可以共享一些功能或数据，但又不想让其他包中的类访问，protected 可以满足这个需求。

避免过度使用 protected

过度使用 protected 可能会破坏封装性。尽量保持类的内部状态和实现细节的私有性，只有在必要时才将成员设置为 protected。另外，要谨慎使用 protected 成员，因为子类对 protected 成员的访问可能会导致父类的实现细节暴露，增加代码维护的难度。

小结

protected 访问修饰符在 Java 中提供了一种灵活的访问控制机制，它在继承体系和包内访问控制方面有着重要的作用。通过合理使用 protected，可以在保证封装性的同时，为子类提供必要的访问权限，促进代码的可扩展性和复用性。然而，开发者需要谨慎使用，避免过度暴露内部细节，以维护代码的健壮性和可维护性。

参考资料