109 一般警察特考三等 警察資訊管理人員 物件導向程式設計 考古題詳解

核心觀念

本題考查物件導向程式設計的存取控制，以及類別與物件的差異。存取修飾詞限制程式碼存取類別成員的範圍；類別則描述物件的共同結構與行為，物件是類別在執行時建立的實例。

解題方法

先比較三種存取修飾詞允許哪些程式碼存取成員，再從「定義」與「實例」區分類別和物件的執行期記憶體配置。

Private、Public、Protected 的運用

• Private（私有）：成員只能由該類別內部存取。適合隱藏資料或實作細節，避免外部程式直接修改物件狀態；外部可透過類別提供的公開方法操作資料。
• Public（公開）：成員可由外部程式碼透過物件存取，是類別對外提供的介面，例如公開方法或屬性。
• Protected（受保護）：成員可由該類別及其子類別存取，適合提供給繼承類別使用，同時不讓一般外部程式碼直接存取。

以常見的類別存取規則概括：

不同程式語言對 protected 的細節規則可能略有差異；作答時應依題目指定的語言判斷。本題未指定語言，以上採一般物件導向語言的基本規則說明。

核心觀念

本題考查物件導向程式設計中兩種常見的多載入／多型機制：

• 超載（overloading）：同一個類別中，方法名稱相同，但參數列不同，例如參數數量、型別或排列順序不同。呼叫時依傳入引數選擇相符的方法，通常屬於編譯時期的靜態繫結。
• 覆寫（overriding）：子類別重新定義從父類別繼承而來的方法，方法名稱與參數列相同，並符合該語言對回傳型別及存取權限等規則。呼叫時依執行期間物件的實際型別決定執行哪個版本，形成執行時期的動態繫結。

兩者都能讓相同的方法名稱對應不同實作，但前提與用途不同：超載是以不同參數提供多種呼叫方式；覆寫則是讓子類別依自身需求改變繼承的方法行為。

解題方法

作答時可從「方法是否屬於繼承關係」及「差異是參數還是實作」切入：

1. 看類別關係：若是在同一類別中以不同參數列定義同名方法，屬於超載；若是子類別重新定義父類別的方法，屬於覆寫。
2. 看方法簽章：超載必須有可區別的參數列；覆寫則須符合父類別方法的簽章與語言規定。
3. 看呼叫時機：超載通常依編譯時可知的引數型別與參數列決定；覆寫則透過動態繫結，依執行時物件的實際型別決定執行版本。
4. 說明功能：超載提升介面使用的便利性；覆寫支援繼承下的行為客製化與多型。

例如：

class Printer {
 void print(String text) { }
 void print(int number) { } // 超載：參數型別不同
}

class Animal {
 void speak { }
}

class Dog extends Animal {
 @Override
 void speak { } // 覆寫：重新定義繼承的方法
}

Printer 的兩個 print 方法以不同參數處理不同資料；Dog 的 speak 則以子類別自己的方式實作父類別定義的行為。

核心觀念

本題考查二元搜尋樹（Binary Search Tree, BST）的建構，以及如何把大量資料分配給多個執行緒處理。標準 BST 插入法會逐筆插入資料；但若多個執行緒同時修改同一棵樹，可能發生競爭條件，使節點遺失或樹的指標結構錯亂。

可平行化的做法是先把輸入資料分成多批，讓各執行緒分別建構局部 BST，最後再合併局部結果。合併時必須保留 BST 的排序性質：任一節點的左子樹鍵值小於該節點，右子樹鍵值大於該節點。

解題方法

以下假設鍵值可比較、資料不含重複鍵值，且 MergeBST 能將兩棵 BST 的節點合併為一棵合法 BST。先平行建構多棵局部樹，再依序合併：

核心觀念

繼承是讓新類別（子類別）沿用既有類別（父類別）的資料與行為，並可擴充或改寫其功能。題目要比較單一繼承與多重繼承的設計取捨，並說明 Java 如何在保留單一類別繼承的前提下，取得多種型別或行為。

• 單一繼承：一個子類別只能直接繼承一個父類別。
• 多重繼承：一個子類別可以直接繼承兩個以上的父類別。

解題方法

依序比較兩種方式的優缺點，再說明 Java 的替代機制。比較時要分清楚「類別繼承實作」與「介面宣告能力」：Java 類別只能繼承一個類別，但可以實作多個介面。

單一繼承

優點是類別階層較單純，方法來源明確，較容易維護，也能避開多重繼承中同名方法或共同祖先所造成的歧義。

缺點是類別只能沿著一條父類別路徑沿用實作；若需要結合多種類別的功能，便難以直接從多個父類別取得程式碼，可能須改以介面、組合或委派設計。

多重繼承

優點是子類別可同時沿用多個父類別的功能，表達多種「是一種」的關係，並提升程式碼重用性。

缺點是若不同父類別提供同名方法，呼叫時可能產生歧義；若兩個父類別又繼承自同一祖先，還可能出現重複繼承與狀態不一致等問題。這類問題常以「菱形繼承」說明，會增加語言規則與程式維護的複雜度。

Java 如何處理

Java 的類別採單一繼承，一個類別只能用 extends 繼承一個類別；但可以用 implements 實作多個介面。介面用來規範類別須提供哪些操作，因此可讓一個類別具備多種型別身分。若要共用實作，也可透過物件組合與委派，把功能交由其他物件處理。