Java中子类重写父类方法时如何将返回值类型设为子类类型

错误原因说明 #

• 初始代码编译报错：子类B重写的foo()方法声明返回值为B类型，但super.foo()调用父类方法返回的是A类型实例，父类类型无法隐式转换为子类类型，因此编译不通过。
• 添加强转后运行报错：super.foo()返回的本质是A类的实例，Java不支持父类实例强制转换为子类类型，运行时会抛出ClassCastException。

正确实现方式 #

Java 5及以上版本支持协变返回类型，只要保证重写方法返回的实例确实是B类的对象即可，基础实现代码如下：

class A {
    A foo() {
        return new A();
    }
}

class B extends A {
    @Override
    B foo() {
        return new B();
    }
}

如果需要复用父类foo()方法的通用逻辑，可以调整父类结构，将实例创建逻辑抽取为可重写的独立方法，实现方案如下：

class A {
    // 抽取实例创建逻辑，允许子类重写
    protected A newInstance() {
        return new A();
    }

    A foo() {
        // 此处可以写所有子类通用的逻辑
        A instance = newInstance();
        // 其他通用操作
        return instance;
    }
}

class B extends A {
    @Override
    protected B newInstance() {
        return new B();
    }

    @Override
    B foo() {
        // 此时super.foo()返回的实际是B类实例，强转不会出现运行时错误
        return (B) super.foo();
    }
}

内容的提问来源于stack exchange，提问作者tony