面试题：Java中protected和default修饰符在复杂项目结构下的应用场景分析

Question

在一个大型Java项目中，包结构复杂且存在多层继承关系。请举例说明在什么样的业务场景下，你会优先选择使用protected修饰符，在什么样的场景下会优先使用default修饰符？并阐述在这些场景下使用它们的好处以及可能带来的潜在问题。

Answer 1

使用protected修饰符的场景

1. 业务场景：当需要在继承体系内共享某些属性或方法，但不希望外部包的非子类访问时。例如，在一个图形绘制的Java项目中，有一个Shape基类，包含一些绘制相关的通用属性和方法，Circle、Rectangle等子类继承自Shape。像Shape类中一些用于计算图形基本参数（如面积计算的中间步骤方法），只希望子类能访问，而不希望外部无关类访问，就可以用protected修饰。
2. 好处：
   • 代码复用：子类可以直接复用父类中protected修饰的属性和方法，避免重复编写代码，提高开发效率。
   • 封装与安全：对外部包非子类隐藏了这些细节，保证了内部实现的安全性，避免无关类随意访问和修改。
3. 潜在问题：
   • 继承体系维护成本：如果protected成员过多，可能会增加继承体系的维护成本。因为子类对这些成员有访问权限，可能会过度依赖父类的实现细节，当父类实现发生变化时，可能需要修改多个子类。
   • 包外子类访问权限问题：虽然对包外非子类隐藏，但包外子类仍可访问，可能导致意外的访问，需要对包外子类开发者做好文档说明。

使用default修饰符的场景

1. 业务场景：当希望在同一个包内的类之间共享某些属性或方法，但不需要通过继承关系来共享时。比如在一个电商项目的用户模块包中，有User类、UserService类等，存在一些工具方法，如用户数据校验方法，这些方法只在本包内的类中使用，不需要在包外公开，就可以使用default修饰。
2. 好处：
   • 包内代码组织：方便将一些包内通用的功能封装起来，提高包内代码的内聚性，使包内的类之间可以方便地复用这些方法，减少代码冗余。
   • 访问控制适度：在包内提供了相对宽松的访问权限，同时又限制了包外访问，较好地平衡了代码复用和安全性。
3. 潜在问题：
   • 包内耦合度增加：如果default成员被包内过多类依赖，当这些成员发生变化时，可能需要修改包内多个类，增加了包内代码的耦合度和维护成本。
   • 命名冲突：在包内不同类中，如果使用default修饰的方法命名相同，可能会导致命名冲突，需要在开发过程中特别注意命名规范。