java的变量覆盖

作者：臧圩人（zangweiren）
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变量，或者叫做类的属性，在继承的情况下，如果父类和子类存在同名的变量会出现什么情况呢？这一次，我们就一起来回顾一下这个问题——变量（属性）的覆盖。

这个问题虽然简单，但是情况却比较复杂。因为我们不仅要考虑变量、静态变量和常量三种情况，还要考虑private、friendly（即不加访问修饰符）、protected和public四种访问权限下对属性的不同影响。

我们先从普通变量说起。依照我们的惯例，先来看一段代码：

class ParentClass {
    private String privateField = "父类变量--private";

    /* friendly */String friendlyField = "父类变量--friendly";

    protected String protectedField = "父类变量--protected";

    public String publicField = "父类变量--public";

    // private的变量无法直接访问，因此我们给他增加了一个访问方法
    public String getPrivateFieldValue() {
        return privateField;
    }
}

public class SubClass extends ParentClass {
    private String privateField = "子类变量--private";

    /* friendly */String friendlyField = "子类变量--friendly";

    protected String protectedField = "子类变量--protected";

    public String publicField = "子类变量--public";

    // private的变量无法直接访问，因此我们给他增加了一个访问方法
    public String getPrivateFieldValue() {
        return privateField;
    }

    public static void main(String[] args) {
        // 为了便于查阅，我们统一按照private、friendly、protected、public的顺序
        // 输出下列三种情况中变量的值

        // ParentClass类型，ParentClass对象
        ParentClass parentClass = new ParentClass();
        System.out.println("ParentClass parentClass = new ParentClass();");
        System.out.println(parentClass.getPrivateFieldValue());
        System.out.println(parentClass.friendlyField);
        System.out.println(parentClass.protectedField);
        System.out.println(parentClass.publicField);

        System.out.println();

        // ParentClass类型，SubClass对象
        ParentClass subClass = new SubClass();
        System.out.println("ParentClass subClass = new SubClass();");
        System.out.println(subClass.getPrivateFieldValue());
        System.out.println(subClass.friendlyField);
        System.out.println(subClass.protectedField);
        System.out.println(subClass.publicField);

        System.out.println();

        // SubClass类型，SubClass对象
        SubClass subClazz = new SubClass();
        System.out.println("SubClass subClazz = new SubClass();");
        System.out.println(subClazz.getPrivateFieldValue());
        System.out.println(subClazz.friendlyField);
        System.out.println(subClazz.protectedField);
        System.out.println(subClazz.publicField);
    }
}

class ParentClass {
	private String privateField = "父类变量--private";

	/* friendly */String friendlyField = "父类变量--friendly";

	protected String protectedField = "父类变量--protected";

	public String publicField = "父类变量--public";

	// private的变量无法直接访问，因此我们给他增加了一个访问方法
	public String getPrivateFieldValue() {
		return privateField;
	}
}

public class SubClass extends ParentClass {
	private String privateField = "子类变量--private";

	/* friendly */String friendlyField = "子类变量--friendly";

	protected String protectedField = "子类变量--protected";

	public String publicField = "子类变量--public";

	// private的变量无法直接访问，因此我们给他增加了一个访问方法
	public String getPrivateFieldValue() {
		return privateField;
	}

	public static void main(String[] args) {
		// 为了便于查阅，我们统一按照private、friendly、protected、public的顺序
		// 输出下列三种情况中变量的值

		// ParentClass类型，ParentClass对象
		ParentClass parentClass = new ParentClass();
		System.out.println("ParentClass parentClass = new ParentClass();");
		System.out.println(parentClass.getPrivateFieldValue());
		System.out.println(parentClass.friendlyField);
		System.out.println(parentClass.protectedField);
		System.out.println(parentClass.publicField);

		System.out.println();

		// ParentClass类型，SubClass对象
		ParentClass subClass = new SubClass();
		System.out.println("ParentClass subClass = new SubClass();");
		System.out.println(subClass.getPrivateFieldValue());
		System.out.println(subClass.friendlyField);
		System.out.println(subClass.protectedField);
		System.out.println(subClass.publicField);

		System.out.println();

		// SubClass类型，SubClass对象
		SubClass subClazz = new SubClass();
		System.out.println("SubClass subClazz = new SubClass();");
		System.out.println(subClazz.getPrivateFieldValue());
		System.out.println(subClazz.friendlyField);
		System.out.println(subClazz.protectedField);
		System.out.println(subClazz.publicField);
	}
}

这段代码的运行结果如下：

1. ParentClass parentClass = new ParentClass();
2. 父类变量--private
3. 父类变量--friendly
4. 父类变量--protected
5. 父类变量--public
6. ParentClass subClass = new SubClass();
7. 子类变量--private
8. 父类变量--friendly
9. 父类变量--protected
10. 父类变量--public
11. SubClass subClazz = new SubClass();
12. 子类变量--private
13. 子类变量--friendly
14. 子类变量--protected
15. 子类变量--public

从上面的结果中可以看出，private的变量与其它三种访问权限变量的不同，这是由于方法的重写（override）而引起的。关于重写知识的回顾留给以后的章节，这里我们来看一下其它三种访问权限下变量的覆盖情况。

分析上面的输出结果就会发现，变量的值取决于我们定义的变量的类型，而不是创建的对象的类型。

在上面的例子中，同名的变量访问权限也是相同的，那么对于名称相同但是访问权限不同的变量，情况又会怎样呢？事实胜于雄辩，我们继续来做测试。由于private变量的特殊性，在接下来的实验中我们都把它排除在外，不予考虑。

由于上面的例子已经说明了，当变量类型是父类（ParentClass）时，不管我们创建的对象是父类（ParentClass）的还是子类（SubClass）的，都不存在属性覆盖的问题，因此接下来我们也只考虑变量类型和创建对象都是子类（SubClass）的情况。

class ParentClass {
    /* friendly */String field = "父类变量";
}

public class SubClass extends ParentClass {
    protected String field = "子类变量";

    public static void main(String[] args) {
        SubClass subClass = new SubClass();
        System.out.println(subClass.field);
    }
}

class ParentClass {
	/* friendly */String field = "父类变量";
}

public class SubClass extends ParentClass {
	protected String field = "子类变量";

	public static void main(String[] args) {
		SubClass subClass = new SubClass();
		System.out.println(subClass.field);
	}
}

运行结果：

• 子类变量

 

class ParentClass {
    public String field = "父类变量";
}

public class SubClass extends ParentClass {
    protected String field = "子类变量";

    public static void main(String[] args) {
        SubClass subClass = new SubClass();
        System.out.println(subClass.field);
    }
}

class ParentClass {
	public String field = "父类变量";
}

public class SubClass extends ParentClass {
	protected String field = "子类变量";

	public static void main(String[] args) {
		SubClass subClass = new SubClass();
		System.out.println(subClass.field);
	}
}

运行结果：

• 子类变量

上面两段不同的代码，输出结果确是相同的。事实上，我们可以将父类和子类属性前的访问修饰符在friendly、protected和public之间任意切换，得到的结果都是相同的。也就是说访问修饰符并不影响属性的覆盖，关于这一点大家可以自行编写测试代码验证。

对于静态变量和常量又会怎样呢？我们继续来看：

class ParentClass {
    public static String staticField = "父类静态变量";

    public final String finalField = "父类常量";

    public static final String staticFinalField = "父类静态常量";
}

public class SubClass extends ParentClass {
    public static String staticField = "子类静态变量";

    public final String finalField = "子类常量";

    public static final String staticFinalField = "子类静态常量";

    public static void main(String[] args) {
        SubClass subClass = new SubClass();
        System.out.println(SubClass.staticField);
        System.out.println(subClass.finalField);
        System.out.println(SubClass.staticFinalField);
    }
}

class ParentClass {
	public static String staticField = "父类静态变量";

	public final String finalField = "父类常量";

	public static final String staticFinalField = "父类静态常量";
}

public class SubClass extends ParentClass {
	public static String staticField = "子类静态变量";

	public final String finalField = "子类常量";

	public static final String staticFinalField = "子类静态常量";

	public static void main(String[] args) {
		SubClass subClass = new SubClass();
		System.out.println(SubClass.staticField);
		System.out.println(subClass.finalField);
		System.out.println(SubClass.staticFinalField);
	}
}

运行结果如下：

1. 子类静态变量
2. 子类常量
3. 子类静态常量

虽然上面的结果中包含“子类静态变量”和“子类静态常量”，但这并不表示父类的“静态变量”和“静态常量”可以被子类覆盖，因为它们都是属于类，而不属于对象。

上面的例子中，我们一直用对象来对变量（属性）的覆盖做测试，如果是基本类型的变量，结果是否会相同呢？答案是肯定的，这里我们就不再一一举例说明了。

最后，我们来做个总结。通过以上测试，可以得出一下结论：

1. 由于private变量受访问权限的限制，它不能被覆盖。
2. 属性的值取父类还是子类并不取决于我们创建对象的类型，而是取决于我们定义的变量的类型。
3. friendly、protected和public修饰符并不影响属性的覆盖。
4. 静态变量和静态常量属于类，不属于对象，因此它们不能被覆盖。
5. 常量可以被覆盖。
6. 对于基本类型和对象，它们适用同样的覆盖规律。