Java中，子类是否继承超类的私有成员？

Question

我已经阅读了这篇文章：

子类继承私有字段吗？

但是我仍然感到困惑...

我只是在谈论继承，而不是访问。我知道它们在类外部不可见。

但是子类的对象是否拥有超类中这些私有成员的自己的副本？

例如...

class Base {
    private int i;
}

class Derived extends Base {
    int j;
}

现在，

Base b = new Base();
Derived d = new Derived();

int的大小为4

现在，

b的大小是4，d的大小是8吗？

还是说d的大小也只有4？

当然，我说的是堆上的对象，而不是引用。

更新：我刚刚在Kathy Sierra和Bert的SCJP书中读到...它说它们没有被继承...我发布这个更新，因为仍然有一群人说是的...

- Sam

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private 成员不会被继承，但存在于父类（超类）中实例化的对象中。你的问题实际上是关于遮蔽的（我想是吧？你似乎在谈论对象的大小，这在 Java 中不适用）。请参见：https://dev59.com/s3A75IYBdhLWcg3wDUco - Brian Roach

你能提供确切的文本说明它们没有被继承吗？我认为在这一点上术语上存在混淆。根据Java规范，子类不会“继承”其超类的私有成员，但这是使用非常严格的继承概念对Java规范有用的。该子类的实例肯定会有自己的这些成员的实例。因此，在你问题中使用的意义上，它们是被继承的。 - Nimrand

@Nimrand，具体文本如下：“当成员被声明为私有时，子类无法继承它。”在第1章“声明和访问控制”中的“私有成员”一节。 - Sam

Answer 1

是的，子类的实例将拥有父类的一个私有域的拷贝。

但是这些域不会被子类看到，所以唯一访问它们的方式是通过父类的方法。

- mikera

Answer 2

由于JVM规范，class文件是这样构建的：

ClassFile {
    u4             magic;
    u2             minor_version;
    u2             major_version;
    u2             constant_pool_count;
    cp_info        constant_pool[constant_pool_count-1];
    u2             access_flags;
    u2             this_class;
    u2             super_class;
    u2             interfaces_count;
    u2             interfaces[interfaces_count];
    u2             fields_count;
    field_info     fields[fields_count];
    u2             methods_count;
    method_info    methods[methods_count];
    u2             attributes_count;
    attribute_info attributes[attributes_count];
}

super_class字段包含：

`对于一个类，super_class项的值必须为零或者是常量池表中有效索引。如果super_class项的值不为零，则该索引处的常量池条目必须是表示此类文件定义类的直接超类的CONSTANT_Class_info（§4.4.1）结构。它的直接超类及其任何超类都不能在其ClassFile结构的access_flags项中设置ACC_FINAL标志。

如果super_class项的值为零，则此类文件必须表示Object类，即没有直接超类的唯一类或接口。

对于一个接口，super_class项的值必须永远是常量池表中的有效索引。该索引处的常量池条目必须是表示类Object的CONSTANT_Class_info结构`。

fields []部分更有趣：

fields表中的每个值必须是field_info（§4.5）结构，给出此类或接口中字段的完整描述。字段表仅包括由此类或接口声明的那些字段。它不包括表示从超类或超接口继承的字段的项。

因此，编译后的类不包含继承的字段。另一方面，当创建对象时，private超级字段在内存中。为什么？让我们想象一下这个例子：

 classs A {
      int a;

      A(int a) {
          this.a = a;
      }

      void methodA() {
          System.out.println("A is: " + a);
      }
 }

 classs B extends A {
      int b;

      B(int b) {
          super(10);
          this.b = b;
      }

      void methodB() {
          super.methodA();
          System.out.println("B is: " + b);
      }
 }

输出应该是：A是：10 \n B是...。

- Adam Sznajder

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说实话，这个详细的解释有点复杂了，不过提供了有关Java内部工作原理的重要信息，对于解释中的类头结构给予赞赏。 - Igor Čordaš

Answer 3

一个对象的大小包括一些开销，因此既不是Base也不是Derived占用更多空间。

进行快速测试，看起来Base的大小约为20字节，Derived的大小约为28字节。请注意，这些结果可能在不同的JVM上有所不同。

public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
    int size = 500000;
    double mem;

    mem = Runtime.getRuntime().freeMemory();
    Base[] base = new Base[size];
    for (int i = 0; i < size; i++) {
        base[i] = new Base();
    }
    System.out.println((mem - Runtime.getRuntime().freeMemory()) / size);

    System.gc();
    Thread.sleep(100);
    System.gc();

    mem = Runtime.getRuntime().freeMemory();
    Derived[] derived = new Derived[size];
    for (int i = 0; i < size; i++) {
        derived[i] = new Derived();
    }
    System.out.println((mem - Runtime.getRuntime().freeMemory()) / size);
}

- assylias

Answer 4

不，私有字段被设计为只能在其声明的类中访问。它们要想在类外部（包括派生类）可访问的唯一方式是通过公共方法。

如果您想使基类中的成员被派生类继承，请使用"protected"而不是private。代码应该如下：

class Base {
  protected int i;
}

class Derived extends Base {
  int j;
}

"Protected" 访问修饰符允许成员被继承并分配自己的访问修饰符。

- winux

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您说得完全正确，但我们讨论的是继承它们而不是访问它们。 - Sam

在这种情况下，如果您想将基类成员继承到派生类中，请将这些成员在基类中声明为“protected”。 - winux

Answer 5

是的，派生类会有基类的私有字段。如果派生类定义了公共的getter和setter，您将能够使用该字段从派生类中使用它。

那么b的大小是4，d的大小是8吗？还是d的大小也只有4？

这是Java，不是C。您无法轻松地估计堆中对象的大小。它将比仅为4或8个字节更大。

- Nikolay Kuznetsov