7.2 Java 繼承與 protected 關鍵字解析

繼承與 protected 關鍵字

• 在現實情況中，我們經常希望某些事物盡可能對外部世界隱藏，但仍然允許衍生類別的成員訪問，這便是 protected 關鍵字的作用
  • protected 表明：對類別使用者來說這是 private 的，但對於繼承此類別的衍生類別或同一個 package 的類別來說卻是可以訪問的（protected 提供 package 內訪問權限）
• 儘管可以創建 protected 的欄位，最好還是盡量將欄位保持在 private，這樣應該一直保留更改底層實作的權利

class Villain {
  private String name;
  protected void set(String nm) { name = nm; }
  public Villain(String name) { this.name = name; }
  public String toString() {
    return "I'm a Villain and my name is " + name;
  }
}	

public class Orc extends Villain {
  private int orcNumber;
  public Orc(String name, int orcNumber) {
    super(name);
    this.orcNumber = orcNumber;
  }
  public void change(String name, int orcNumber) {
    set(name); // Available because it's protected
    this.orcNumber = orcNumber;
  }
  public String toString() {
    return "Orc " + orcNumber + ": " + super.toString();
  }	
  public static void main(String[] args) {
    Orc orc = new Orc("Limburger", 12);
    print(orc);
    orc.change("Bob", 19);
    print(orc);
  }
} /* Output:
Orc 12: I'm a Villain and my name is Limburger
Orc 19: I'm a Villain and my name is Bob
*/

• 可以發現 change() 可以訪問 set()，因為它是 protected
• Orc 的 toString() 方法是根據基礎類別的版本而定義的

向上轉型 (Upcasting)

• 在繼承關係中，為新類別提供方法並非最重要的面向，最重要的是表明新類別是現有類別的一種類型
• 繼承可以確保向基礎類別發送的訊息對衍生類別同樣有效

class Instrument {
  public void play() {}
  static void tune(Instrument i) {
    // ...
    i.play();
  }
}

// Wind objects are instruments
// because they have the same interface:
public class Wind extends Instrument {
  public static void main(String[] args) {
    Wind flute = new Wind();
    Instrument.tune(flute); // Upcasting
  }
}

• 在此處，tune() 可以接受 Instrument 的引用，可以由此認知到 Wind 物件同樣也是一種 Instrument 物件
• 這種轉換動作稱之為向上轉型（Upcasting）

為什麼稱為向上轉型

• 以傳統的類別繼承圖為基礎，將根（root）放置於頁面頂端並逐漸向下
• 由衍生類別轉換為基礎類別，在圖上是向上移動的，因此一般稱為向上轉型
• 向上轉型是由較專用的類型向通用類型轉換，所以總是很安全，也就是說，衍生類別是基礎類別的超集（superset），它可能含有更多方法，但至少需要具備基礎類別的所有方法
• 向上轉型唯一可能發生的情況是丟失方法，而非獲取方法，所以編譯器在“未曾明確表示轉型”或“未曾指定特殊標記”的情況下仍然允許向上轉型