Разграничения доступа сказываются не только на обращении к элементам объектных типов или пакетов (через составное имя или прямое обращение), но также при вызове конструкторов, наследовании, приведении типов. Импортировать недоступные типы запрещается.
Проверка уровня доступа проводится компилятором. Обратите внимание на следующие примеры:
public class Wheel {
private double radius;
public double getRadius() {
return radius;
}
}
Значение поля radius недоступно снаружи класса, однако открытый метод getRadius() корректно возвращает его.
Рассмотрим следующие два модуля компиляции:
package first;
// Некоторый класс Parent
public class Parent {
}
package first;
// Класс Child наследуется от класса Parent,
// но имеет ограничение доступа по умолчанию
class Child extends Parent {
}
public class Provider {
public Parent getValue() {
return new Child();
}
}
К методу getValue() класса Provider можно обратиться и из другого пакета, не только из пакета first, поскольку метод объявлен как public. Данный метод возвращает экземпляр класса Child, который недоступен из других пакетов. Однако следующий вызов является корректным:
package second;
import first.*;
public class Test {
public static void main(String s[])
{
Provider pr = new Provider();
Parent p = pr.getValue();
System.out.println(p.getClass().getName());
// (Child)p - приведет к ошибке компиляции!
}
}
Результатом будет:
first.Child
То есть на самом деле в классе Test работа идет с экземпляром недоступного класса Child, что возможно, поскольку обращение к нему делается через открытый класс Parent. Попытка же выполнить явное приведение вызовет ошибку. Да, тип объекта "угадан" верно, но доступ к закрытому типу всегда запрещен.
Следующий пример:
public class Point {
private int x, y;
public boolean equals(Object o) {
if (o instanceof Point) {
Point p = (Point)o;
return p.x==x && p.y==y;
}
return false;
}
}
В этом примере объявляется класс Point с двумя полями, описывающими координаты точки. Обратите внимание, что поля полностью закрыты – private. Далее попытаемся переопределить стандартный метод equals() таким образом, чтобы для аргументов, являющихся экземплярами класса Point, или его наследников (логика работы оператора instanceof ), в случае равенства координат возвращалось истинное значение. Обратите внимание на строку, где делается сравнение координат,– для этого приходится обращаться к private -полям другого объекта!
Тем не менее, такое действие корректно, поскольку private допускает обращения из любой точки класса, независимо от того, к какому именно объекту оно производится.
Другие примеры разграничения доступа в Java будут рассматриваться по ходу курса.
Объявление классов
Рассмотрим базовые возможности объявления классов.
Объявление класса состоит из заголовка и тела класса.
Заголовок класса
Вначале указываются модификаторы класса. Модификаторы доступа для класса уже обсуждались. Допустимым является public, либо его отсутствие – доступ по умолчанию.
Класс может быть объявлен как final. В этом случае не допускается создание наследников такого класса. На своей ветке наследования он является последним. Класс String и классы-обертки, например, представляют собой final -классы.
После списка модификаторов указывается ключевое слово class, а затем имя класса – корректный Java-идентификатор. Таким образом, кратчайшим объявлением класса может быть такой модуль компиляции:
class A { }
Фигурные скобки обозначают тело класса, но о нем позже.
Указанный идентификатор становится простым именем класса. Полное составное имя класса строится из полного составного имени пакета, в котором он объявлен (если это не безымянный пакет), и простого имени класса, разделенных точкой. Область видимости класса, где он может быть доступен по своему простому имени, – его пакет.
Далее заголовок может содержать ключевое слово extends, после которого должно быть указано имя (простое или составное) доступного не- final класса. В этом случае объявляемый класс наследуется от указанного класса. Если выражение extends не применяется, то класс наследуется напрямую от Object. Выражение extends Object допускается и игнорируется.
class Parent {
}
// = class Parent extends Object { }
final class LastChild extends Parent { }
// class WrongChild extends LastChild { }
// ошибка!!
Попытка расширить final -класс приведет к ошибке компиляции.
Если в объявлении класса A указано выражение extends B, то класс A называют прямым наследником класса B.
Класс A считается наследником класса B, если:
* A является прямым наследником B ;
* существует класс C, который является наследником B, а A является наследником C (это правило применяется рекурсивно).
Таким образом можно проследить цепочки наследования на несколько уровней вверх.
Если компилятор обнаруживает, что класс является своим наследником, возникает ошибка компиляции:
// пример вызовет ошибку компиляции class
A extends B { }
class B extends C { }
class C extends A { }
// ошибка! Класс А стал своим наследником
Далее в заголовке может быть указано ключевое слово implements, за которым должно следовать перечисление через запятую имен (простых или составных, повторения запрещены) доступных интерфейсов:
public final class String implements Serializable, Comparable { }
В этом случае говорят, что класс реализует перечисленные интерфейсы. Как видно из примера, класс может реализовывать любое количество интерфейсов. Если выражение implements отсутствует, то класс действительно не реализует никаких интерфейсов, здесь значений по умолчанию нет.
Далее следует пара фигурных скобок, которые могут быть пустыми или содержать описание тела класса.
Тело класса
Тело класса может содержать объявление элементов (members) класса:
* полей;
* внутренних типов (классов и интерфейсов);
и остальных допустимых конструкций:
* конструкторов;
* инициализаторов
* статических инициализаторов.
Элементы класса имеют имена и передаются по наследству, не-элементы – нет. Для элементов простые имена указываются при объявлении, составные формируются из имени класса, или имени переменной объектного типа, и простого имени элемента. Областью видимости элементов является все объявление тела класса. Допускается применение любого из всех четырех модификаторов доступа. Напоминаем, что соглашения по именованию классов и их элементов обсуждались в прошлой лекции.
Не-элементы не обладают именами, а потому не могут быть вызваны явно. Их вызывает сама виртуальная машина. Например, конструктор вызывается при создании объекта. По той же причине не-элементы не обладают модификаторами доступа.
Элементами класса являются элементы, описанные в объявлении тела класса и переданные по наследству от класса-родителя (кроме Object – единственного класса, не имеющего родителя) и всех реализуемых интерфейсов при условии достаточного уровня доступа. Таким образом, если класс содержит элементы с доступом по умолчанию, то его наследники из разных пакетов будут обладать разным набором элементов. Классы из того же пакета могут пользоваться полным набором элементов, а из других пакетов – только protected и public. private -элементы по наследству не передаются.
Поля и методы могут иметь одинаковые имена, поскольку обращение к полям всегда записывается без скобок, а к методам – всегда со скобками.
Рассмотрим все эти конструкции более подробно.
Объявление полей
Объявление полей начинается с перечисления модификаторов. Возможно применение любого из трех модификаторов доступа, либо никакого вовсе, что означает уровень доступа по умолчанию.
Поле может быть объявлено как final, это означает, что оно инициализируется один раз и больше не будет менять своего значения. Простейший способ работы с final -переменными - инициализация при объявлении:
final double PI=3.1415;
Также допускается инициализация final -полей в конце каждого конструктора класса.
Не обязательно использовать для инициализации константы компиляции, возможно обращение к различным функциям, например:
final long creationTime =
System.currentTimeMillis();
Данное поле будет хранить время создания объекта. Существует еще два специальных модификатора - transient и volatile. Они будут рассмотрены в соответствующих лекциях.
После списка модификаторов указывается тип поля. Затем идет перечисление одного или нескольких имен полей с возможными инициализаторами:
int a;
int b=3, c=b+5, d;
Point p, p1=null, p2=new Point();
Повторяющиеся имена полей запрещены. Указанный идентификатор при объявлении становится простым именем поля. Составное имя формируется из имени класса или имени переменной объектного типа, и простого имени поля. Областью видимости поля является все объявление тела класса.
