Java 访问权限控制：你真的了解 protected 关键字吗？

程序员文章站 2022-04-09 20:33:57

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摘要：

　　对于类的成员而言，其能否被其他类所访问，取决于该成员的修饰词；而对于一个类而言，其能否被其他类所访问，也取决于该类的修饰词。在Java中，类成员访问权限修饰词有四类：private，无（包访问权限），protected 和 public，而其中只有包访问权限和public才能修饰一个类（内部类除外）。特别地，很多Java书籍对protected可见性的介绍都比较笼统，本文重点说明了protected关键字的可见性内涵，并介绍了一些其他的修饰符。

本文原创作者：书呆子Rico
作者博客地址：http://blog.csdn.net/justloveyou_/

一. Package

　关于包的使用，只需注意一点：在一个项目中，不可以有相同的两个包名，也就是说，包名不能和项目中其他的包名重复，这里不但包括自定义包名也包括项目所引用的类库的包名。看下面例子：

package java.lang;

public class MyObject {
    public static void main(String[] args) throws CloneNotSupportedException {
        Object o = new Object();
        System.out.println(o.hashCode());
    }
}

　我们给自己的程序设置的包名是java.lang，事实上，java.lang是JDK使用的包名。这时，程序可以正常编译，但当我们运行程序时会有包冲突警告并抛出 “java.lang.SecurityException: Prohibited package name: java.lang”，如下图所示:

　　　　　　　 Java 访问权限控制：你真的了解 protected 关键字吗？

　此外，我们需要注意：在程序中，package语句必须是文件中除注释外第一句程序代码，否则不能通过编译。

二. Java访问权限概述

　　对于一个类，其成员（包括成员变量和成员方法）能否被其他类所访问，取决于该成员的修饰词。在Java中，类成员的访问权限修饰词有四个：private，无（包访问权限），protected 和 public，其权限控制如下表所示：

　　　　　 Java 访问权限控制：你真的了解 protected 关键字吗？

　　特别要注意的是，不同于类成员的访问权限类别，对于非内部类而言，类的访问权限修饰词仅有public和包访问权限两种（内部类可以是private或protected的，关于内部类进一步了解请见我的博客《Java 内部类综述》）。特别地，如果你不希望其他任何人对该类拥有访问权，你可以把所有的构造器都指定为private的，从而阻止任何人创建该类的对象。这个时候，该类的对象就只能在其static成员内部进行创建，这种情形有点像单例模式，例如像下面的例子那样：

 class Test {
       // private Constructor!
       private Test() {}
       // Allow creation via static method:
       public static Test getTest() {
           return new Test();
       }
    }

　　在上面所提到的四种修饰词中，除 protected 外都很好理解和掌握，在此略作简述：

public ：被public修饰的类成员能被所有的类直接访问；
private：被public修饰的类成员只能在定义它的类中被访问，其他类都访问不到。特别地，我们一般建议将成员变量设为private的，并为外界提供 getter/setter 去对成员变量进行访问，这种做法充分体现了Java的封装思想；
包访问权限：包访问权限就是Java中的默认的权限，具有包访问权限的类成员只能被同一包中的类访问。

　　由于 protected 关键字的可见性内涵不太容易理解，我们在下一节专门进行介绍。

三. protected 关键字的真正内涵

　　很多介绍Java语言的书籍(包括《Java编程思想》)都对protected介绍的比较的简单，基本都是一句话，就是:被protected修饰的成员对于本包和其子类可见。这种说法有点太过含糊，常常会对大家造成误解。实际上，protected的可见性在于两点：

基类的protected成员是包内可见的，并且对子类可见；
若子类与基类不在同一包中，那么在子类中，子类实例可以访问其从基类继承而来的protected方法，而不能访问基类实例的protected方法。

我们可以通过以下几个关于protected方法可见性的例子来进一步掌握protected关键字。在碰到涉及protected成员的调用时，首先要确定出该protected成员来自何方，其可见性范围是什么，然后就可以判断出当前用法是否可行了，看下面七个例子：

(1)、示例一

//示例一
package p1;
public class Father1 {
    protected void f() {}    // 父类Father1中的protected方法
}

package p1;
public class Son1 extends Father1 {}

package p11;
public class Son11 extends Father1{}

package p1;
public class Test1 {
    public static void main(String[] args) {
        Son1 son1 = new Son1();
        son1.f(); // Compile OK     ----（1）
        son1.clone(); // Compile Error     ----（2）

        Son11 son = new Son11();    
        son11.f(); // Compile OK     ----（3）
        son11.clone(); // Compile Error     ----（4）
    }
}

　　对于上面的示例，首先看(1)(3)，其中的f()方法从类Father1继承而来，其可见性是包p1及其子类Son1和Son11，而由于调用f()方法的类Test1所在的包也是p1，因此（1）(3)处编译通过。其次看(2)(4)，其中的clone()方法的可见性是java.lang包及其所有子类，对于语句“son1.clone();”和“son11.clone();”，二者的clone()在类Son1、Son11中是可见的，但对Test1是不可见的，因此（1）(3)处编译不通过。

(2)、示例二

//示例二
package p2;
class MyObject2 {
    protected Object clone() throws CloneNotSupportedException{
       return super.clone();
    }
}

package p22;
public class Test2 extends MyObject2 {
    public static void main(String args[]) {
       MyObject2 obj = new MyObject2();
       obj.clone(); // Compile Error         ----（1）

       Test2 tobj = new Test2();
       tobj.clone(); // Complie OK         ----（2）
    }
}

　　对于(1)而言，clone()方法来自于类MyObject2本身，因此其可见性为包p2及MyObject2的子类，虽然Test2是MyObject2的子类，但在Test2中不能访问基类MyObject2的protected方法clone()，因此编译不通过;对于(2)而言，由于在Test2中访问的是其本身实例的从基类MyObject2继承来的的clone()，因此编译通过。

(3)、示例三

//示例三
package p3;
class MyObject3 extends Test3 {
}

package p33;
public class Test3 {
  public static void main(String args[]) {
    MyObject3 obj = new MyObject3();
    obj.clone();   // Compile OK     ------（1）
  }
}

　　对于(1)而言，clone()方法来自于类Test3，因此其可见性为包p33及其子类MyObject3，而（1）正是在p33的类Test3中调用，属于同一包，编译通过。

(4)、示例四

//示例四
package p4;
class MyObject4 extends Test4 {
  protected Object clone() throws CloneNotSupportedException {
    return super.clone();
  }
}

package p44;
public class Test4 {
  public static void main(String args[]) {
    MyObject4 obj = new MyObject4();
    obj.clone(); // Compile Error      -----（1）
  }
}

　　对于(1)而言，clone()方法来自于类MyObject4，因此其可见性为包p4及其子类(此处没有子类)，而类Test4却在包p44中，因此不满足可见性，编译不通过。

(5)、示例五

//示例五
package p5;

class MyObject5 {
    protected Object clone() throws CloneNotSupportedException{
       return super.clone();
    }
}
public class Test5 {
    public static void main(String[] args) throws CloneNotSupportedException {
       MyObject5 obj = new MyObject5();
       obj.clone(); // Compile OK        ----(1)
    }
}

　　对于(1)而言，clone()方法来自于类MyObject5，因此其可见性为包p5及其子类(此处没有子类)，而类Test5也在包p5中，因此满足可见性，编译通过。

(6)、示例六

//示例六
package p6;

class MyObject6 extends Test6{}
public class Test6 {
  public static void main(String[] args) {
    MyObject6 obj = new MyObject6();
    obj.clone();        // Compile OK   -------（1）
  }
}

　　对于(1)而言，clone()方法来自于类Test6，因此其可见性为包p6及其子类MyObject6，而类Test6也在包p6中，因此满足可见性，编译通过。

(7)、示例七

//示例七
package p7;

class MyObject7 extends Test7 {
    public static void main(String[] args) {
        Test7 test = new Test7();
        test.clone(); // Compile Error   ----- (1)
  }
}

public class Test7 {
}

　　对于(1)而言，clone()方法来自于类Object，因此该clone()方法可见性为包java.lang及其子类Test7，由于类MyObject7不在此范围内，因此不满足可见性，编译不通过。

四. 其他的修饰符

　　static：修饰变量和内部类(不能修饰常规类)，其中所修饰变量称为类变量或静态变量。静态变量是和类层次的变量,每个实例共享这个静态变量，在类加载时初始化。

　　final：被声明为final的变量必须在声明时给定初值（当然，空白final可以延迟到构造器中赋值），而且被修饰的变量不能修改值。当修饰类时，该类不能派生出子类；修饰方法时，该方法不能被子类覆盖。若读者想对final关键字有一个更深刻的了解，请移步我的博文《Java 继承、多态与类的复用》。

　　abstract：修饰类和方法。当修饰类时，该类不能创建对象；修饰方法时，为抽象方法。类只要有一个abstract方法，类就必须定义为abstract，但abstract类不一定非要有abstract方法不可。

五. 总结

　　protected是最难理解的一种Java类成员访问权限修饰词。在编程中，碰到涉及protected的调用时，首先要确定出该protected成员来自何方，其可见性范围是什么，然后就正确无误的使用了。

六. 说明

　　在综述《Java 访问权限控制：你真的了解 protected 关键字吗？》的过程中，我们涉及到了很多知识点，其中有一些我们已经在其他博文中专门提到过，因此没有作更多详细的阐述，这里给出对应的链接：

　若读者想深入了解 Java 内部类，请移步我的博文《Java 内部类综述》；
　若读者想深入了解 final关键字，请移步我的博文《Java 继承、多态与类的复用》。
　若读者想深入了解 Java 克隆，请移步我的博文《 Java String 综述(下篇)》，本文用一个小节专门阐述了在Java中克隆的原理和使用方式，并揭示了String对象在克隆过程中的特殊性。

引用

JAVA中的protected（详解），以及和clone（）方法有关的一些问题
 java的访问权限
 Java基础详解（一）Java的类成员访问权限修饰词（以及类访问权限）

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Java 访问权限控制：你真的了解 protected 关键字吗？

一. Package

二. Java访问权限概述

三. protected 关键字的真正内涵

四. 其他的修饰符

五. 总结

六. 说明

引用

Java 访问权限控制：你真的了解 protected 关键字吗？

Java 访问权限控制：你真的了解 protected 关键字吗？

Java访问权限控制-带你详细了解protected关键字（图）

Java访问权限控制-带你详细了解protected关键字（图）