超类和子类的访问限制背后的原因是什么？答案

【问题标题】：What's the reason behind this access restriction for superclass and subclass?超类和子类的访问限制背后的原因是什么？
【发布时间】：2019-06-07 06:26:22
【问题描述】：

我试图了解我的代码的最后一条语句在 Java 中是非法的原因。请参阅下面的评论。

public class Rectangle {

private int height;
private int width;

public Rectangle(int height, int width) {
    this.height = height;
    this.width = width;
  }

}

class ColoredRectangle extends Rectangle {
private String color;

public ColoredRectangle(int height, int width, String color) {
    super(height, width);
    this.color = color;
}

public String getColor() {
    return color;
}

public static void main(String[] args) {
    ColoredRectangle blueRectangle = new ColoredRectangle(2, 4, "blue");
    Rectangle sameObjectDifferentType = blueRectangle;
    ((ColoredRectangle) sameObjectDifferentType).getColor(); //Will compile
    sameObjectDifferentType.getColor();  //Won't compile 
  }
}

我知道我不应该使用这种设计，而是使用不同的构造函数。我知道getColor() 是“未在矩形中定义的”。尽管如此，我对这段代码的看法是：sameObjectDifferentType 是对一个既是 Rectangle 又是 ColoredRectangle 对象的引用，因此无论我将引用声明为 Rectangle 还是 ColoredRectangle，我都应该能够访问它的所有成员。那么……为什么 Java 会这样设计？

【问题讨论】：

color = this.color 应该是this.color = color。
我知道 getColor() 是“未在 Rectangle 中定义的。” 这完全正确。 getColor() 未在 Rectangle 中定义。你一开始就想对了。
如果你有另一个类是Rectangle 并且有一个getColor() 方法会发生什么？现在我们甚至不能输入检查这个表达式。
Java 会如何设计？这就是 OOP 的工作原理 - 并非所有 Rectangles 也是 ColoredRectangles。
Rectangle 的构造函数是倒退的，顺便说一句：它从成员变量更新其参数！

标签： java inheritance subclass superclass

【解决方案1】：

在这一行中，您声明sameObjectDifferentType 属于Rectangle 类型

Rectangle sameObjectDifferentType = blueRectangle;

在更真实的示例中，这将允许您拥有几种不同的类型，您希望以相同的方式对待它们。经典的例子是CurrentAccount、CheckingAccount、SavingsAccount，它们都继承自Account。

假设您的银行应用程序具有查找帐户并找出帐户持有人的代码。该代码将只处理抽象的Account 类型。这意味着将来当您引入StudentAccount 时，只要它继承自Account，您就可以在当前处理Accounts 的所有地方使用StudentAccount，而无需更改代码。

假设您的示例中有FilledRectangle 和WireFrameRegtangle。你可以有一个适用于所有矩形的calculateArea(Rectangle rect) 方法。

但是，您为这种功能和灵活性所做的一个权衡是，当您将对象声明为超类类型时，您将失去直接处理子类属性的能力，因此

sameObjectDifferentType.getColor();  //Won't compile

但是，Java 确实为您提供了一种返回子类的方法，正如您通过强制转换所指出的那样：

((ColoredRectangle) sameObjectDifferentType).getColor(); //Will compile

作为开发人员，您知道 sameObjectDifferentType 在幕后实际上是 ColoredRectangle，因此您可以安全地进行此演员阵容。但是，如果您这样做了

((FilledRectangle) sameObjectDifferentType).getFillPattern();

您最终会遇到运行时 ClassCastException

希望这会有所帮助。

【讨论】：

谢谢@yinder，如果您满意，请点击旁边的勾号将我的答案标记为已接受？

【解决方案2】：

Rectangle sameObjectDifferentType = blueRectangle;

当你做出这样的声明时，你明确地告诉编译器它应该被视为Rectangle。虽然在这种情况下它可能是 ColoredRectangle，但该保证很快就会消失。

【讨论】：