Java访问权限之 protected详解

摘要： 对于类的成员（包括成员变量和成员方法）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）。由于很多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。

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一、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：
| | 同一个类中 | 同一个包中 | 不同包的子类 | 不同包的无关类 |
|–|–|–|–|–|–|
| public | ✔ | ✔ | ✔ | ✔ |
| protected | ✔ | ✔ | ✔ | |
| 无（空着不写） | ✔ | ✔ | | |
| private | ✔ | | | |

不同包中子类: 不同包通过继承获得关系 不同包中的无关类: 不同包通过直接创建对象来获得关系

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；
• 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。
• 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；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。

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二、protected关键字的可见性

很多介绍Java语言的书籍(比如《Java编程思想》)都对protected做了介绍，但是描述的比较简单，基本都是一句话“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的可见性在于以下几点：

• 基类（父类）的protected成员（包括成员变量个成员方法）对本包内可见，并且对子类可见；
• 若子类与基类（父类）不在同一包中，那么在子类中，只有子类实例可以访问其从基类继承而来的protected方法，而在子类中不能访问基类实例（对象）（所调用）的protected方法。
• 不论是否在一个包内，父类中可以访问子类实例（对象）继承的父类protected修饰的方法。（子父类访问权限特点：父类访问域大于子类）
• 若子类与基类（父类）不在同一包中,子类只能在自己的类（域）中访问父类继承而来的protected成员，无法访问别的子类实例（即便同父类的亲兄弟）所继承的protected修饰的方法。
• 若子类与基类（父类）不在同一包中，父类中不可以使用子类实例调用（父类中没有）子类中特有的（自己的）protected修饰的成员。（毕竟没有满足同一包内和继承获得protected成员的关系）

接下来我们通过下面几个关于protected方法可见性的例子进行详细解释protected关键字：

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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 p2;
public class Son2 extends Father1{ 

}
package p1;
public class Test { 

public static void main(String[] args) { 

Son1 son1 = new Son1();
son1.f(); // Compile OK ----（1）
son1.clone(); // Compile Error ----（2）
Son2 son = new Son2();    
son2.f(); // Compile OK ----（3）
son2.clone(); // Compile Error ----（4）
Test t = new Test();
t.clone; // Compile OK
// 测试类test只可以使用test类的继承Object类而来的test.clone()方法
}
}
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首先看（1）（3），其中f()方法从类Father1中继承而来，其可见性是包p1及其子类Son1和Son2，而由于调用方法f()的类Test也在包p1之内，因此（1）（3）处编译通过。 其次看（2）（4），其中clone()方法所在类为Object默认根类，而Object类所在包为java.lang包。其可见性是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、Son2中是可见的（可以使用的），但对Test类是不可见的，因此（1）（3）处编译不通过。 再者，如果测试类在p2包内，由于不满足protected两种可见性（同一包内和子父类关系），也将无法调用protected修饰的f()方法。test测试类在p2包内，即便继承Father1类Son1和Son2也无法调用f()方法(Test t = new Test(); t.f();可以调用)，因为在p2包内继承了Father1，虽然不在同一包内，但是现在有了子父类的关系，即Test类与Son1、Son2形成了兄弟关系，由于 protected受访问保护规则是很微妙的，虽然protected域对所有子类都可见，但是子类只能在自己的作用范围内访问自己继承的那个父类protected，而无法到访问别的子类（同父类的亲兄弟）所继承的protected修饰的方法。

子类只能在自己的作用范围（域）中访问父类protected成员，无法访问别的子类实例（即便同父类的亲兄弟）所继承的protected修饰的方法。

但是即便不在一个包里，在父类中也可以访问子类实例（对象）继承的父类protected修饰的方法。

如果子父类不在一个包内，父类不可以调用（父类中没有）子类中特有的（自己的）protected修饰的成员。（毕竟没有满足同一包内和继承获得protected成员的关系）

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示例二

package P1;
public class MyObject { 

protected Object clone() throws CloneNotSupportedException{ 

return super.clone();
}
}
package P2;
import P1.MyObject;
public class Test extends MyObject { 

public static void main(String args[]) throws CloneNotSupportedException { 

MyObject obj = new MyObject();
obj.clone(); // Compile Error ----（1）
Test tobj = new Test();
tobj.clone(); // Complie OK ----（2）
}
}
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对于（1）而言，clone()方法来自于类MyObject本身，因此其可见性为包p1及MyObject的子类，虽然Test是MyObject的子类，但是由于在子类中，只有本类实例可以访问其从基类继承而来的protected方法，而在子类中不能访问基类实例（对象）（所调用）的protected方法。（作为子类，Test类中建立超类实例，直接去访问超类的protected方法是不可以的），因此编译不通过。

对于（2）而言，由于在Test中访问的是其本身实例的从基类MyObject继承来的的clone()，因此编译通过。

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示例三

package P1;
public class Test { 

public static void main(String args[]) throws CloneNotSupportedException { 

MyObject obj = new MyObject();
obj.clone();   // Compile OK ------（1）
}
}
package P2;
public class MyObject extends Test { 

}
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对于（1）而言，由于父类中可以访问子类实例（对象）继承的父类protected修饰的方法（子父类访问权限特点：父类访问域大于子类），因此编译通过。

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示例四

package P1;
public class Test { 

public static void main(String args[]) throws CloneNotSupportedException { 

MyObject obj = new MyObject();
obj.clone(); // Compile Error -----（1）
}
}
package P2;
public class MyObject extends Test { 

protected Object clone() throws CloneNotSupportedException { 

return super.clone();
}
}
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对于（1）而言，clone()方法来自于类MyObject是其特有方法，因此其可见性为包p2及其子类(此处没有子类)，而类Test4却在包p1中，因此不满足可见性，编译不通过。 若子类与基类（父类）不在同一包中，父类中不可以使用子类实例访问（父类中没有）子类中特有的（自己的）protected修饰的成员。（毕竟没有满足同一包内和继承获得protected成员的关系）

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示例五

package P1;
public class MyObject { 

protected Object clone() throws CloneNotSupportedException{ 

return super.clone();
}
}
public class Test { 

public static void main(String[] args) throws CloneNotSupportedException { 

MyObject obj = new MyObject();
obj.clone(); // Compile OK ----(1)
}
}
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对于（1）而言，clone()方法来自于类MyObject，因此其可见性为包p1及其子类(此处没有子类)，而类Test也在包p1中，因此满足可见性，编译通过。

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示例六

package p1;
class MyObject extends Test{ 

}
public class Test { 

public static void main(String[] args) throws CloneNotSupportedException { 

MyObject obj = new MyObject();
obj.clone();        // Compile OK -------（1）
}
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对于（1）而言，clone()方法来自于类Test6，因此其可见性为包p1及其子类MyObject，而类Test也在包p1中，因此满足可见性，编译通过。

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示例七

package p1;
public class Test { 

}
class MyObject extends Test { 

public static void main(String[] args) { 

Test test = new Test();
test.clone(); // Compile Error ----- (1)
}
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对于（1）而言，首先，clone()方法所在类为Object默认根类，而Object类所在包为java.lang包。protected修饰的clone()方法其可见性是java.lang包及其所有子类，所以可以判断clone()方法所在包与子类不在同一个包中。 其次，若子类与基类不在同一包中时，子类中不能访问基类实例（对象）（所调用）的protected方法。 MyObject子类访问权限只满足本类示例的访问。

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示例八

package A;    
public class Animal { 
    
protected void crowl(String c){ 
    
System.out.println(c);    
}    
}
package B;
import A.Animal;
class Cat extends Animal 
{ 
  
}  
public class Rat extends Animal{ 
  
public void crowl(){ 
  
this.crowl("zhi zhi"); //没有问题，继承了Animal中的protected方法——crowl(String) 
Animal ani=new Animal();
ani.crowl("animail jiaojiao"); //wrong, The method crowl(String) from the type Animal is not visible 
Cat cat=new Cat();  
cat.crowl("miao miao"); //wrong, The method crowl(String) from the type Animal is not visible 
}  
}
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首先判断其可见性，可以看出虽然不满足同一包内，但是满足子父类继承关系。 由于子类与基类（父类）不在同一包中，所以在子类中，只有本类实例可以访问其从基类继承而来的protected方法。而在子类中不能访问基类实例（对象）（所调用）的protected方法。而在子类中也无法访问其他子类实例（即便相同父类的亲兄弟）所继承的protected修饰的方法。

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示例九

package a;
public class A { 
     
protected void m(){ 

System.out.println("A m~~~");
}
}
package b;
import a.A;
public class B extends A { 

void callM() { 

m();
super.m();
B b = new B();
b.m();
}
}
package b;
import a.A;
public class C extends A { 

void callM() { 

m();
super.m();
B b = new B();
b.m();     //The method m() from type A is not visible
}
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因为b.m()这种调用属于子类对象调用，因此，当创建子类对象调用父类的protected成员变量时，必须要注意：子类对象和子类是对应的！ 由上述案例总结，由于子类与基类（父类）不在同一包中,子类只能在自己的类（域）中访问父类继承而来的protected成员，无法访问别的子类实例（即便相同父类的亲兄弟）所继承的protected修饰的方法。所以编译失败。

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三、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，或根据下列访问特点，便可以正确无误的使用了。

• 基类（父类）的protected成员（包括成员变量个成员方法）对本包内可见，并且对子类可见；
• 若子类与基类（父类）不在同一包中，那么在子类中，只有本类实例可以访问其从基类继承而来的protected方法，而在子类中不能访问基类实例（对象）（所调用）的protected方法。
• 不论是否在一个包内，父类中可以访问子类实例（对象）继承的父类protected修饰的方法。（子父类访问权限特点：父类访问域大于子类）
• 若子类与基类（父类）不在同一包中,子类只能在自己的类（域）中访问父类继承而来的protected成员，无法访问别的子类实例（即便相同父类的亲兄弟）所继承的protected修饰的方法。
• 若子类与基类（父类）不在同一包中，父类中不可以使用子类实例调用（父类中没有）子类中特有的（自己的）protected修饰的成员。（毕竟没有满足同一包内和继承获得protected成员的关系）

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四、引用

• Java基础知识详解： protected修饰符
• Java 访问权限控制：你真的了解 protected 关键字吗？
• The method * from the type * is not visible
• protected修饰符详解