为什么子类的方法可以更容易访问？

Question

一个快速的例子。

class A {
    protected int foo(int x){
        return x;   
    }
}

class B extends A {
    public int foo(int x){
        return x*x; 
    }
}

这在Java中是允许的，而且没有任何问题。但是假设在另一个包中你声明了...

A b = new B();
int z = b.foo(5);

因为 A foo() 是受保护的，所以这样做是行不通的。但是为什么要允许在子类中拥有更可访问的方法呢？这样做有帮助的情况吗？

- Tom50

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为什么要禁止它？子类的私有性并不能真正得到保证：如果你想要，你可以创建另一个方法来导出该值。 - Denys Séguret

这就是著名的里氏替换原则：子类可以更加宽松地允许调用方法，因为它至少和父类一样宽松。 - Andy Turner

Answer 1

一般情况下，子类可以向其父类继承的接口添加方法。将方法变得更加可访问实际上是在增加接口。

但是为什么要允许子类拥有更多可访问的方法呢？

因为对于持有子类引用的代码来说，这样做非常有用。

是否存在这种情况有帮助的案例呢？

一个很好的例子是Object.clone()，它是一种受保护的方法。所有Java类都是直接或间接地继承自Object。支持克隆的子类可以选择将此方法公开。

Foo foo1 = new Foo();
Foo foo2 = foo1.clone(); // Sometimes you're holding a subclass reference.

- Andy Thomas

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关于“克隆”的一般示例还不错，1+，但通常该方法应该在“Cloneable”中；在“Object”中拥有它是一个可怕的想法，在我看来。 - Eugene

@Eugene - 是的，无疑地，Cloneable接口应该包含一个clone()方法。[在Joshua Bloch的Effective Java中有更多讨论：“明智地覆盖clone”。]作为另一件事，提供一个支持逐字段复制的默认实现是有用的。受保护的Object成员为子类提供了一个默认实现，可供选择性使用。无论Object方法是否被称为clone()或其他名称，子类都可以选择提供公共的clone()方法。 - Andy Thomas

clone() 的设计不好，因为它依赖于子类中 Object.clone() 的访问修饰符扩大。因此，我认为 clone() 不是使用访问修饰符扩大的好例子。相反，它更是一个我们不应该使用访问修饰符扩大的好例子。 - davidxxx

@davidxxx - 你在这里和你的回答中都断言了，但并没有证明它有害的影响。你所断言的会导致某些“只有在运行时才会失败”的情况似乎并不正确。 - Andy Thomas

Answer 2

因为类的设计应该允许你将子类视为其超类的实例。我认为这被称为“is-a”关系（即“B is-a A”，但反之不成立）。我不知道如何简洁明了地解释这一点。

在你的例子中，所有的B实例也是A实例（请注意这可能是一个过度简化，但我认为对于这个例子来说足够了）。A只保证具有其自身定义中的公共方法。B只是恰好使其中一个受保护的方法变为public，但假设你有另一个名为C的类不这样做。那么，你可以将B和C都转换为A，但如果你被允许调用A上的受保护方法，因为B使它变为公共的，那么当你传递C时会出错。

在另一个包中，您将 B 强制转换为 A，因此您的对象实际上采用了 A 的接口，因此您只能使用由 A 给出的接口。JVM 能否费力地注意到 1) A 实际上是 B，以及 2) B 使 foo 公开，因此应该可以调用 foo？我想它可能会这样做，但是要在 JVM 中实现这一点需要多少工作量，并且容易出错吗？保持简单。如果类型为 A，则接口为 A。如果类型为 B，则接口为 A 和 B 包含的其他内容。

- Kamil Jarosz

Answer 3

如果你用B替换掉A，第二个示例也可以编译通过。 这就是重点：B可以被用在任何A能用的地方，但也可以添加其他功能（例如将方法设置为公共）。

- Louis Wasserman