Dev Blog

Перевизначення та приведення типів ​

Доступ protected не означає public ​

private закриває член усередині його класу, пакетний доступ дозволяє використання в пакеті, а public відкриває доступ там, де доступний сам тип. protected додатково надає спеціальний доступ підкласам з інших пакетів. Це не право будь-якого стороннього коду працювати з полем через довільний об’єкт базового типу.

У тому самому пакеті protected діє також як пакетний доступ. В іншому пакеті звернення підкласу до захищеного екземплярного члена через посилання має додаткове обмеження: тип кваліфікатора повинен бути цим підкласом або його підтипом. Наприклад, код SavingsAccount може працювати зі своєю захищеною операцією через this, але не отримує загального права змінювати довільний Account, переданий як параметр.

Практично поля краще лишати приватними, а підкласам відкривати вузьку захищену операцію. protected deposit із перевіркою суми безпечніший за protected balance: підклас не може присвоїти залишку від’ємне значення, обійшовши контроль. Доступ – частина контракту, який важко звузити після появи зовнішніх підкласів.

Перевизначення, перевантаження та приховування ​

Перевизначення (overriding) замінює успадковану екземплярну реалізацію для конкретного підтипу. Ім’я та параметри мають відповідати сигнатурі. Тип результату може бути коваріантним: замість базового посилального типу допускається його підтип. Для примітивних типів таке звуження не працює. Доступ не можна звужувати, а перелік перевірюваних винятків не можна довільно розширювати порівняно з базовим контрактом.

Анотація @Override просить компілятор перевірити намір програміста. Без неї випадкова заміна параметра Object на Point у методі equals створює перевантаження, а не потрібне перевизначення. Програма може компілюватися, але бібліотечний код і далі викликатиме успадкований equals(Object).

Перевантаження (overloading) – різні списки параметрів з одним ім’ям. Відповідну сигнатуру обирає компілятор за типами виразів. Після цього для перевизначуваного екземплярного методу JVM обирає реалізацію за фактичним класом об’єкта. Це два різні кроки; динамічний тип аргументу сам по собі не перемикає перевантаження.

Статичні методи не перевизначуються. Однойменний статичний метод підкласу приховує базовий, а вибір залежить від зазначеного типу. Поля також не мають поліморфного вибору. Не оголошуйте однакові поля в базовому й похідному класах: об’єкт матиме два поля, а читач легко помилиться щодо того, яке використано.

final для методу забороняє перевизначення, для класу – наслідування, для змінної – повторне присвоєння. Це різні гарантії. Фінальний клас із змінюваними полями не стає автоматично незмінним. Приватний метод також не перевизначується; однойменний метод підкласу є окремим методом і не змінює виклик усередині базового.

Рис. 6.3. Статичний тип і динамічний вибір методу

Приклад 2. Фігури та безпечне приведення ​

Базова Shape описує фігуру з нульовою площею. У наступній темі замінимо таку умовну реалізацію абстрактним методом, якщо безпосередній екземпляр не потрібний. Наразі приклад показує, як уже готовий спільний метод працює з різними підтипами.

Підняття типу (upcast) від Circle до Shape безпечне та не створює нового об’єкта. Зворотне приведення (downcast) потребує перевірки. Зразок instanceof Circle circle одночасно перевіряє тип і вводить локальне посилання потрібного типу.

java
class Shape {
    public double area() { return 0; }
    @Override
    public String toString() { return "Shape: " + area(); }
}

final class Circle extends Shape {
    private final double radius;

    Circle(double radius) {
        if (!Double.isFinite(radius) || radius <= 0
                || radius > 10_000) {
            throw new IllegalArgumentException("Invalid radius");
        }
        this.radius = radius;
    }

    public double radius() { return radius; }
    @Override
    public double area() { return Math.PI * radius * radius; }
    @Override
    public String toString() { return "Circle(" + radius + ")"; }
}

final class Rectangle extends Shape {
    private final double width;
    private final double height;

    Rectangle(double width, double height) {
        if (!Double.isFinite(width) || !Double.isFinite(height)
                || width <= 0 || height <= 0
                || width > 10_000 || height > 10_000) {
            throw new IllegalArgumentException("Invalid sides");
        }
        this.width = width;
        this.height = height;
    }

    @Override
    public double area() { return width * height; }
}

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Shape[] shapes = {new Circle(1), new Rectangle(3, 4)};
        for (Shape shape : shapes) {
            System.out.println(shape);
            System.out.printf(java.util.Locale.ROOT,
                    "Area: %.2f%n", shape.area());
            if (shape instanceof Circle circle) {
                System.out.println("Radius: " + circle.radius());
            }
        }
        Shape absent = null;
        System.out.println(absent instanceof Circle);
    }
}
text
Circle(1.0)
Area: 3.14
Radius: 1.0
Shape: 12.0
Area: 12.00
false

Locale.ROOT фіксує крапку в перевірюваному результаті. Друга фігура використовує базовий toString, але перевизначену площу. Змінна circle доступна лише там, де компілятор може довести успішність перевірки. Перевірка null instanceof Circle дає false, тому окрема перевірка на null перед нею не потрібна.

Приведення (Circle) shape без перевірки не змінює об’єкт Rectangle на коло: воно завершується ClassCastException. Якщо код часто розгалужується за типами лише для виклику однакової операції, перенесіть цю операцію до спільного контракту. instanceof залишається корисним для справді спеціальної можливості, якої немає в кожного підтипу.