如何在Java中强制子类设置变量？

Question

我有一个类，定义了给定屏幕的所有基本参数。从这里开始，应用程序中的每个屏幕都是此类的子类。我需要每个屏幕（即子类）在其实现中设置变量的值（即，每个屏幕必须定义其在导航树中的级别）。

此外，理想情况下，当子类设置变量时，该变量应该是final（我意识到这可能不可能）。

如何最好地解决这个问题？是否有一种正确强制执行此类行为的Java方法？

- btalb

Answer 1

@pst的评论引导了这个解决方案。

这不能用一个变量实现。但是，一个抽象类可以要求实现特定的方法：这个方法可以返回适用的值。

通过声明一个抽象函数来设置或返回变量，你可以强制任何子类正确地实现它。

接下来，每个外部类的子类都必须调用该函数。这意味着它必须在外部类的某个地方完成。这可以在外部类的无参构造函数中完成，而不必担心子类调用super：

注意：如果一个构造函数没有显式地调用超类的构造函数，Java编译器会自动插入对超类的无参数构造函数的调用。如果超类没有无参数构造函数，则会得到一个编译时错误。Object具有这样的构造函数，因此如果Object是唯一的超类，就没有问题。 （Java文档：Super）

基于此，只要满足以下条件之一，这个解决方案就能保持并正确地强制设置变量：

1. 在超类中没有创建其他构造函数（因此在子类中不能使用super调用不同的构造函数）
2. 超类中的所有其他构造函数仍然在内部调用默认构造函数

代码：

超类：

public abstract class SuperClass {
    // Variable all inner classes must set
    static int myVar = 0;

    public SuperClass() {
        myVar = giveValue();
    }

    public abstract int giveValue();
}

子类：

public class SubClass extends SuperClass {

    @Override
    public int giveValue() {
        return 5; // individual value for the subclass
    }

}

- btalb

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谢谢！救了我的一天！！ - DevAndroid

从构造函数中调用可重写方法！这会引发像这样的问题吗？https://help.semmle.com/wiki/display/JAVA/Non-final+method+invocation+in+constructor - Ketan

@Ketan的链接已经失效。 - BabyishTank

@Ketan的链接现在可以在这里找到：https://codeql.github.com/codeql-query-help/java/java-non-final-call-in-constructor/ - undefined

Answer 2

与其强制要求子类实例化字段，您可以采用组合策略，让父类构造函数接受一个参数，该参数实现了提供您希望初始化的字段的接口。

class Screen {
  final Configuration config;
  Screen(Configuration config) {
    this.config = config;
  }
  // or
  Screen(ConfigFactory configFactory) {
    this.config = configFactory.make();
  }
}

interface ConfigFactory {
  Configuration make();
}

我建议不要要求子类实例化配置，例如使用抽象方法实现。父类构造函数中的赋值发生在子类实例化之前，隐式地使得配置的计算是静态的。

如果计算不是静态的，你就会冒着开发者跟随你（或者自己因为记忆不够好）出现空指针引用或NullPointerException的风险。让你的合作者（和你自己）更轻松一些，明确约束条件。

- jlb

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你能否在你的回答中添加类似于接受答案示例中的类比呢？这对我来说有点模糊。 - Line

Answer 3

正如@Ketan在@B T的答案中提到的那样，从构造函数中调用可重写方法并不是一种特别好的做法。 (https://help.semmle.com/wiki/display/JAVA/Non-final+method+invocation+in+constructor)

避免这个问题的一种方法是为字段设置一个抽象（protected）getter。因此，超类不再具有该字段，但可以使用getter在超类中访问它。每个子类都被强制声明该字段，因为它必须覆盖抽象getter。

超类：

public abstract class SuperClass {

  public SuperClass() {}

  protected abstract int getMyVar();

  public void functionUsingMyVar(){
     int a = 12 + getMyVar();
  }
}

子类1：

public class SubClass1 extends SuperClass {

  private int myVar;

  public SubClass1() {
     super();
     myVar = 1;
  }

  @Override
  protected int getMyVar(){
     return myVar;
  }

}

子类2：

 public class SubClass2 extends SuperClass {

  private int myVar;

  public SubClass2() {
     super();
     myVar = 1;
  }

  @Override
  protected int getMyVar(){
     return myVar;
  }

}

与其在超类中拥有giveValue()方法（该方法是可重写的并在构造函数中调用）：

public abstract class SuperClass {

  private int myVar;

  public SuperClass() {
     myVar = giveValue();
  }

  protected abstract int giveValue();

  public void functionUsingMyVar(){
     int a = 12 + myVar;
  }
}

- Lulu

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这段代码存在错误，例如类没有继承SuperClass。 - powder366