Java 中 protected 的含义与应用

简介

在 Java 的面向对象编程中，访问修饰符用于控制类、方法和变量的可访问性。protected 是其中一种重要的访问修饰符，它提供了一种介于包访问权限（默认，无修饰符）和公共访问权限（public）之间的访问级别。理解 protected 的含义、使用方法以及最佳实践对于编写高质量、可维护的 Java 代码至关重要。本文将深入探讨这些方面，帮助读者全面掌握 protected 在 Java 中的应用。

基础概念

protected 访问修饰符的作用是限制对类成员（变量、方法）的访问，使其可以在以下范围内被访问： - 同一个包内的所有类：与默认访问修饰符（无修饰符）类似，在同一个包中的其他类可以访问 protected 成员。 - 不同包中的子类：这是 protected 区别于默认访问修饰符的关键特性。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 {
    // 定义一个 protected 成员变量
    protected int protectedVariable;
}

在上述代码中，protectedVariable 是一个 protected 修饰的成员变量。在同一个包中的类可以直接访问它，不同包中的子类也可以访问。

修饰成员方法

package com.example;

public class ParentClass {
    // 定义一个 protected 成员方法
    protected void protectedMethod() {
        System.out.println("This is a protected method.");
    }
}

这里的 protectedMethod 是一个 protected 方法，访问规则与 protected 变量相同。

修饰类的内部类

package com.example;

public class OuterClass {
    // 定义一个 protected 内部类
    protected class InnerClass {
        public void innerMethod() {
            System.out.println("This is an inner method of protected inner class.");
        }
    }
}

InnerClass 是一个 protected 内部类，其访问规则也遵循 protected 的特性。

常见实践

继承中的 `protected`

在继承体系中，protected 成员非常有用。子类可以访问父类的 protected 成员，并且可以根据需要进行重写。

package com.example;

// 父类
public class Animal {
    protected String name;

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

// 子类
package com.example.sub;

import com.example.Animal;

public class Dog extends Animal {
    public Dog(String name) {
        this.name = name;
    }

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

在上述代码中，Dog 类继承自 Animal 类，它可以访问父类的 protected 成员 name 和 makeSound 方法，并且重写了 makeSound 方法。

包内访问

在同一个包内，protected 成员可以被其他类访问，就像默认访问修饰符一样。

package com.example;

public class AnotherClassInSamePackage {
    public void accessProtectedMember() {
        ParentClass parent = new ParentClass();
        // 访问 protected 变量和方法
        parent.protectedVariable = 10;
        parent.protectedMethod();
    }
}

最佳实践

合理使用 protected 来实现继承层次结构中的数据和行为共享：通过将某些成员设置为 protected，可以让子类根据自身需求进行扩展和定制，同时又避免了过度暴露成员给外部类。
避免在公共 API 中使用 protected：公共 API 应该使用 public 修饰，以确保外部系统可以清晰地调用和使用。protected 成员更适合在继承体系和包内部进行使用。
文档化 protected 成员的使用目的和预期行为：对于 protected 成员，应该在类的文档中清晰地说明其作用和子类如何正确使用，以便其他开发人员能够理解和维护代码。

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，它在继承和包内访问方面有着独特的作用。通过合理使用 protected，可以实现代码的模块化、可扩展性和信息隐藏。开发人员在编写代码时，应该根据具体的需求和设计目标，准确地使用 protected 修饰符，以提高代码的质量和可维护性。

参考资料

希望本文能够帮助你深入理解 protected 在 Java 中的含义、使用方法和最佳实践，让你在编写 Java 代码时能够更加得心应手。