如何在Java子类中访问父类定义的ArrayList并正确重写方法？

现有四个类（Student、Subject、HighSchool、Scientific），继承关系为：HighSchool 继承自 Student，Scientific 继承自 HighSchool。

在HighSchool类中定义了一个Subject类型的ArrayList（命名为subjects），并实现了一个计算平均分的方法，该方法运行正常：

public double calculateAverage() {
    if (this.subjects.size() <= 0) 
        return 0;
    double sum = 0;
    for(int i = 0; i < this.subjects.size(); i++) {
        sum += this.subjects.get(i).getMark();
    }
    return (sum / this.subjects.size());
}

现在想在Scientific类中重写该方法，但访问subjects ArrayList时出现问题——ArrayList始终为空（未添加subjects），简化后的子类代码如下：

public double calculateAverage() {
    if (this.getSubjects().size() <= 0) 
        return 0;
    
    double sum = 0;
    else{
        for (int i = 0; i < getSubjects().size(); i++) {
            sum += this.getSubjects().get(i).getMark();
        }
    }
    // 原代码缺失return语句，保留原始内容
}

已尝试使用super关键字并修改修饰符，但问题仍未解决，不确定this.getSubjects()的使用方式是否正确，寻求可行的解决方法。

1. 优先排查subjects的初始化与赋值逻辑 #

ArrayList为空的核心原因大概率不是访问方式错误，而是当前Scientific实例的subjects未被正确赋值：

• 确认是否给同一个Scientific实例添加科目，避免因创建多个实例导致计算时用的是无数据的实例；
• 检查HighSchool的构造函数是否初始化了subjects（比如subjects = new ArrayList<>();），父类方法能正常运行说明父类已初始化，但要确保子类实例继承的变量完成初始化。

2. 正确访问subjects的方式 #

• 如果HighSchool中subjects的修饰符是protected，子类可直接用this.subjects访问，和父类写法一致，无需额外调用getSubjects()；
• 若使用getSubjects()，需确保该方法返回的是当前实例的subjects变量，错误写法（返回新集合）会导致空列表：

  // 错误示例：不要返回新集合
  protected List<Subject> getSubjects() {
      return new ArrayList<>();
  }
  // 正确写法：返回当前实例的subjects
  protected List<Subject> getSubjects() {
      return this.subjects;
  }
  

3. 子类重写方法的正确示例 #

假设subjects为protected修饰，重写方法可参考：

@Override
public double calculateAverage() {
    if (this.subjects.isEmpty()) {
        return 0;
    }
    double sum = 0;
    for (Subject subject : this.subjects) {
        sum += subject.getMark();
    }
    // 若Scientific需特殊计算逻辑（如加权平均分），可在此修改
    return sum / this.subjects.size();
}

若使用getSubjects()，确保方法正确后，写法如下：

@Override
public double calculateAverage() {
    List<Subject> subjects = this.getSubjects();
    if (subjects.isEmpty()) {
        return 0;
    }
    double sum = 0;
    for (Subject subject : subjects) {
        sum += subject.getMark();
    }
    return sum / subjects.size();
}

4. 额外检查点 #

• 重写方法时添加@Override注解，确保是正确覆盖父类方法，而非新建同名方法；
• 检查子类是否重新定义了subjects变量，若Scientific中存在private ArrayList<Subject> subjects;，会覆盖父类变量，导致父类添加的科目无法被子类访问。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Codere