Java封装：面向对象的三大特性之一

news2025/1/17 5:59:59

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想象一下，假设我们的类就是一个房间，房间里面布置着各种装饰，这些装饰就好比是类中的方法，只能被房间的居住者使用。如果我们的房间没有四面墙来保护，那么房间内的一切都会暴露给外界。有了墙的保护，房间内的布局和装饰可以随意改变，而不会对外部产生影响。然而，如果只有墙而没有门窗，这个房子就失去了与外界互动的可能性，毫无价值。在Java中，这就是面向对象编程的三大特性之一——“封装”。让我们一同深入学习这个重要的概念。

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一、封装的概念

面向对象程序三大特性：封装、继承、多态。

而类和对象阶段，主要研究的就是封装特性。何为封装呢？

封装：将数据和操作数据的方法进行有机结合，隐藏对象的属性和实现细节，仅对外公开接口来和对象进行交互。再简单点来说就是套壳屏蔽细节。

如果上面的例子，你没有看明白，那我就再举一个生活中的例子。相信大家都会玩电脑，那么又有多少人知道一台电脑是如何做出来的呢？

对于电脑这样一个复杂的设备，提供给用户的就只是：开关机、通过键盘输入，显示器，USB 插孔等，让用户来和计算机进行交互，完成日常事务。但实际上：电脑真正工作的却是CPU、显卡、内存等一些硬件元件。

对于电脑的使用者而言，不用关心内部核心部件，比如主板上线路是如何布局的，CPU内部是如何设计的等，用户只需要知道，怎么开机、怎么通过键盘和鼠标与计算机进行交互即可。因此电脑厂商在出厂时，在外部套上壳子，将内部实现细节隐藏起来，仅仅对外提供开关机、鼠标以及键盘插孔等，让用户可以与计算机进行交互即可。

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二、访问修饰限定符

那如何进行封装呢？
在Java中，封装是通过访问控制符（public、private、protected）来实现的。

通常情况下，类的属性都应该使用private修饰符来限制外部访问，而方法则可以使用public修饰符来允许外部访问，从而实现对内部状态的保护和控制。

Java提供了四种主要的访问修饰符，分别是：

Public（公共）：
- 修饰符：public
- 表示成员对于所有类都是可见的。一个类的public成员可以被其他类访问。
Private（私有）：
- 修饰符：private
- 表示成员只能在定义它的类中访问。其他类无法直接访问这个类的private成员。
Protected（受保护）：
- 修饰符：protected
- 表示成员对于定义它的类及其子类是可见的。即使这个类在不同的包中，只要是它的子类就可以访问。
Default（默认，无修饰符）：
- 默认情况下，没有修饰符的成员称为“包私有”或“默认访问级别”。
- 表示成员只能在同一包内的其他类中访问。在不同包中的类无法访问。

梳理成表格就是如下：

修饰符	类内部	同一包	子类	外部包
public	✔	✔	✔	✔
private	✔	✘	✘	✘
protected	✔	✔	✔	✘
默认（无修饰）	✔	✔	✘	✘

“✔” 表示有权访问。“✘” 表示无权访问。

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【说明】

protected主要是在继承中使用
默认权限指：什么都不写时的权限
访问权限除了可以限定类中成员的可见性，也可以控制类的可见性

三、包

1、包的概念

在面向对象体系中，提出了一个软件包的概念，即：为了更好的管理类，把多个类收集在一起成为一组，称为软件包。

在Java中也引入了包，包是对类、接口等的封装机制的体现，是一种对类或者接口等的很好的组织方式。比如：一个包中的类不想被其他包中的类使用。包还有一个重要的作用：在同一个工程中允许存在相同名称的类，只要处在不同的包中即可。

简单来说，包就像是一个文件夹，里面存放着相关的Java类。这样，当项目变得庞大时，你可以更轻松地管理和组织你的代码，防止不同类之间的名字发生冲突，使得整个项目结构更加清晰。

2、导入包中的类

Java 中已经提供了很多现成的类供我们使用.

例如Date类：可以使用 java.util.Date 导入 java.util 这个包中的 Date类

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
    java.util.Date date = new java.util.Date();
    // 得到一个毫秒级别的时间戳
    System.out.println(date.getTime());
	}
}

但是这种写法比较麻烦一些, 可以使用 import语句导入包

import java.util.Date;
public class Test {
    public static void main(String[] args) {
    Date date = new Date();
    // 得到一个毫秒级别的时间戳
    System.out.println(date.getTime());
    }
}

如果需要使用 java.util 中的其他类, 可以使用 import java.util.*

import java.util.*;		// .*相当于一个通配符，可以充当任何类
public class Test {
    public static void main(String[] args) {
    Date date = new Date();
    // 得到一个毫秒级别的时间戳
    System.out.println(date.getTime());
    }
}

但是更建议显式的指定要导入的类名，否则还是容易出现冲突的情况

import java.util.*;
import java.sql.*;
public class Test {
    public static void main(String[] args) {
    // util 和 sql 中都存在一个 Date 这样的类, 此时就会出现歧义, 编译出错
    Date date = new Date();
    System.out.println(date.getTime());
    }
    }
// 编译出错
Error:(5, 9) java: 对Date的引用不明确
java.sql 中的类 java.sql.Date 和 java.util 中的类 java.util.Date 都匹配

在上面这种情况下，则需要使用完整的类名

import java.util.*;
import java.sql.*;
public class Test {
    public static void main(String[] args) {
    java.util.Date date = new java.util.Date();
    System.out.println(date.getTime());
    }
}

可以使用import static导入包中静态的方法和字段。

import static java.lang.Math.*;
public class Test {
    public static void main(String[] args) {
    double x = 30;
    double y = 40;
    // 静态导入的方式写起来更方便一些.
    // double result = Math.sqrt(Math.pow(x, 2) + Math.pow(y, 2));
    double result = sqrt(pow(x, 2) + pow(y, 2));
    System.out.println(result);
    }
}