面试题：Java访问控制符与继承中的方法重写

Question

当父类方法使用不同的访问控制符时，子类重写该方法有哪些规则限制？以public、protected和default为例，详细说明在继承关系中方法重写时访问控制符的约束，并用代码展示违反规则时会出现什么错误。

Answer 1

1. public 修饰的父类方法

• 规则限制：子类重写该方法时，访问控制符必须是 public。不能使用更严格（更窄）的访问控制符，如 protected、default 或 private。这是因为重写方法需要保证对父类方法的可访问性不降低，以遵循里氏替换原则。如果子类方法使用了更严格的访问控制符，那么在使用父类引用调用该方法时，可能会因为访问权限不足而无法调用。
• 代码示例及错误：

class Parent {
    public void publicMethod() {
        System.out.println("Parent's public method");
    }
}

class Child extends Parent {
    // 错误示例：试图使用更严格的访问控制符
    // protected void publicMethod() { 
    //     System.out.println("Child's publicMethod"); 
    // }

    // 正确示例
    public void publicMethod() {
        System.out.println("Child's publicMethod");
    }
}

如果尝试将 Child 类中的 publicMethod 用 protected 修饰，编译时会报错：'publicMethod()' in 'Child' cannot override 'publicMethod()' in 'Parent'; attempting to assign weaker access privileges; was public。

2. protected 修饰的父类方法

• 规则限制：子类重写该方法时，访问控制符可以是 protected 或者 public。因为 public 访问控制符比 protected 更宽松，所以使用 public 符合可访问性不降低的原则。但不能使用 default 或 private，因为这两种访问控制符的访问范围比 protected 更窄，不符合里氏替换原则。
• 代码示例及错误：

class Parent {
    protected void protectedMethod() {
        System.out.println("Parent's protected method");
    }
}

class Child extends Parent {
    // 错误示例：试图使用更严格的访问控制符
    // void protectedMethod() { 
    //     System.out.println("Child's protectedMethod"); 
    // }

    // 正确示例1
    protected void protectedMethod() {
        System.out.println("Child's protectedMethod");
    }

    // 正确示例2
    public void protectedMethod() {
        System.out.println("Child's public protectedMethod");
    }
}

如果尝试将 Child 类中的 protectedMethod 用 default 修饰（即不写访问控制符），编译时会报错：'protectedMethod()' in 'Child' cannot override 'protectedMethod()' in 'Parent'; attempting to assign weaker access privileges; was protected。

3. default（包访问权限，即不写访问控制符）修饰的父类方法

• 规则限制：子类重写该方法时，访问控制符可以是 default、protected 或者 public。因为 protected 和 public 的访问范围比 default 更广，符合可访问性不降低的原则。但不能使用 private，因为 private 访问控制符的访问范围比 default 更窄。
• 代码示例及错误：

class Parent {
    void defaultMethod() {
        System.out.println("Parent's default method");
    }
}

class Child extends Parent {
    // 错误示例：试图使用更严格的访问控制符
    // private void defaultMethod() { 
    //     System.out.println("Child's defaultMethod"); 
    // }

    // 正确示例1
    void defaultMethod() {
        System.out.println("Child's defaultMethod");
    }

    // 正确示例2
    protected void defaultMethod() {
        System.out.println("Child's protected defaultMethod");
    }

    // 正确示例3
    public void defaultMethod() {
        System.out.println("Child's public defaultMethod");
    }
}

如果尝试将 Child 类中的 defaultMethod 用 private 修饰，编译时会报错：'defaultMethod()' in 'Child' cannot override 'defaultMethod()' in 'Parent'; attempting to assign weaker access privileges; was (package-private)。