在 Java 中，如何在不访问双端队列 class 中的私有字段的情况下，在双端队列 class 的子 class 中实现新功能？

Question

我正在为我的数据结构课程做作业，我需要知道是否可以在 LinkedOutputRestrictedDeque（LinkedQueue 的子class）中编写一个 enqueueAtFront() 方法，而不更改LinkedQueue 保护而非私有。

所以，这里是问题陈述：

一个输出受限的双端队列支持两端插入，但只支持访问和删除从前面。您将开发输出受限双端队列的单链接实现。

您将使用名为 OutputRestrictedDequeADT 的新接口扩展提供的 QueueADT 接口这将声明一个新操作：

void enqueueAtFront(E theElement);

您将开发一个名为 LinkedOutputRestrictedDeque 的新 class。 class 将扩展提供的 LinkedQueue class 并将实现 OutputRestrictedDequeADT 接口。

如果您对 LinkedQueue 进行任何更改 class 那么您必须列出这些更改（以及您的原因这些更改）在您的执行摘要中。

所以真的，我真正需要做的就是编写 enqueueAtFront() 方法，技术上允许我对 LinkedQueue 进行更改，但我想知道是否可以在不将 LinkedQueue 的字段更改为受保护的情况下实现此目的.如有必要，这里是LinkedQueue的代码：

/*
 * TCSS 342
 */

package structures;

import exceptions.EmptyCollectionException;

/**
 * A singly-linked implementation of the QueueADT.
 * 
 * @author Alan Fowler - An adaptation of code from several textbooks
 * @version 1.1
 *
 * @param <E>
 */
public class LinkedQueue<E> implements QueueADT<E> {

    /**
     * The number of elements contained in the queue.
     */
    private int mySize;

    /**
     * A reference to the first node in the queue.
     * (The 'head' of the queue.)
     */
    private Node<E> myFront;

    /**
     * A reference to the last node in the queue.
     * (The 'tail' of the queue.)
     */
    private Node<E> myRear;

    /**
     * Initialize an empty queue.
     */
    public LinkedQueue() {
        mySize = 0;
        myFront = null;
        myRear = null;
    }

    @Override
    public void enqueue(final E theElement) {
        if (mySize == 0) { // Make a queue of one element
            myFront = new Node<E>(theElement);
            myRear = myFront;
        } else { // Regular case
            myRear.myNext = new Node<E>(theElement);
            myRear = myRear.myNext;
        }
        mySize++;
    }


    @Override
    public E dequeue() {
        if (mySize == 0) {
            throw new EmptyCollectionException("queue");
        }

        final E returnValue = myFront.myData;
        myFront = myFront.myNext;
        mySize--;
        return returnValue;
    }


    @Override
    public E first() {
        if (mySize == 0) {
            throw new EmptyCollectionException("queue");
        }
        return myFront.myData;
    }

    @Override
    public int size() {
        return mySize;
    }

    @Override
    public boolean isEmpty() {
        return mySize == 0;
    }

    /**
     * The returned String lists each element in the queue and includes a label for
     * the front of the queue.
     * 
     * <p>The format of the returned String is:
     * Front -> 8, 6, 7, 5, 3, 0, 9
     */
    @Override
    public String toString() {
        final StringBuilder sb = new StringBuilder();
        if (mySize > 0) {
            sb.append("front -> ");
            Node<E> temp = myFront;
            for (int i = 0; i < mySize - 1; i++) {
                sb.append(temp.myData);
                sb.append(", ");
                temp = temp.myNext;
            }
            sb.append(temp.myData);
        }
        return sb.toString();
    }




    // Inner Node class

    /**
     * Represents a node in a singly linked structure.
     * 
     * @author Alan Fowler - An adaptation of code from several textbooks
     * @version 1.1
     *
     * @param <T>
     */
    public class Node<T> {

        /**
         * A reference to the next node in the liked structure.
         */
        private Node<T> myNext;

        /**
         * A reference to the data element held in this node.
         */
        private T myData;

        /**
         * Initialize the node using the specified data element.
         * 
         * @param theData the data element held in this node
         */
        Node(final T theData) {
            this(theData, null);
        }

        /**
         * Initialize the node using the specified data element and
         * the specified next node.
         * 
         * @param theData the data element held in this node
         * @param theNext the next node in the linked structure
         */
        Node(final T theData, final Node<T> theNext) {
            myData = theData;
            myNext = theNext;
        }
    }


}

我是否需要将字段更改为受保护或制作 getters/setters，或者我是否遗漏了一些明显的解决方案？我显然对这些东西很陌生。如果不需要，我只是不想破坏封装。

Answer 1

没有。继承规则在这里是显式；如果您希望子 class 可以访问父字段，则它们必须至少处于 protected 可见性。

也有道理； private 字段表示此信息对父级是显式和独有的，而 protected 字段表示此信息可由父级 class 及其子级使用，是你想要完成的。

Answer 2

如果允许您对 LinkedQueue 进行更改，您最好为其添加一些方法。例如，您可以将受保护的方法enqueueAtFront添加到LinkedQueue，并在新的class中使其成为public。它对封装的损害较小。

保护字段会使它们暴露给您 class 的任何子class。一些错误的代码可能会破坏 class 合同。例如，有人可能忘记更新字段 mySize。当您添加受保护的方法时，您可以确保字段安全，只允许有限的操作集。

在 Java 中，如何在不访问双端队列 class 中的私有字段的情况下，在双端队列 class 的子 class 中实现新功能？

In Java, how can I implement new functionality in a subclass of a Deque class without access to the private fields in the Deque class?

java

inheritance

queue

encapsulation

deque