封装概述
为什么需要封装?
- 现实生活中,每一个个体与个体之间是有边界的,每一个团体与团体之间是有边界的,而同一个个体、团体内部的信息是互通的,只是对外有所隐瞒。例如:我们使用的电脑,内部有CPU、硬盘、键盘、鼠标等等,每一个部件通过某种连接方式一起工作,但是各个部件之间又是独立的。
面向对象编程语言是对客观世界的模拟,客观世界里每一个事物的内部信息都是隐藏在对象内部的,外界无法直接操作和修改,只能通过指定的方式进行访问和修改。封装可以被认为是一个保护屏障,防止该类的代码和数据被其他类随意访问。适当的封装可以让代码更容易理解与维护,也加强了代码的安全性。
随着我们系统越来越复杂,类会越来越多,那么类之间的访问边界必须把握好,面向对象的开发原则要遵循“高内聚、低耦合”,而“高内聚,低耦合”的体现之一:
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高内聚:类的内部数据操作细节自己完成,不允许外部干涉;
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低耦合:仅对外暴露少量的方法用于使用
隐藏对象内部的复杂性,只对外公开简单的接口。便于外界调用,从而提高系统的可扩展性、可维护性。通俗的讲,把该隐藏的隐藏起来,该暴露的暴露出来。这就是封装性的设计思想。
如何实现封装呢?
通俗的讲,封装就是把该隐藏的隐藏起来,该暴露的暴露出来。那么暴露的程度如何控制呢?就是依赖访问控制修饰符,也称为权限修饰符来控制。访问控制修饰符来控制相应的可见边界,边界有如下:
- 类
- 包
- 子类
- 模块:Java9之后引入
在Java中 权限修饰符 如下所示:
外部类,我们只能使用public和缺省来修饰
成员变量、成员方法、构造器、成员内部类,我们可以使用任意的其中一种修饰符
注意事项:
protected修饰非静态成员,跨包时,只能在子类的非静态成员中访问,在静态成员中无论是否创建对象都不能访问。
成员变量(属性)封装
好处:
- 隐藏类的实现细节
- 让使用者只能通过事先预定的方法来访问数据,从而可以在该方法里面加入控制逻辑,限制对成员变量的不合理访问。还可以进行数据检查,从而有利于保证对象信息的完整性。
- 便于修改,提高代码的可维护性。主要说的是隐藏的部分,在内部修改了,如果其对外可以的访问方式不变的话,外部根本感觉不到它的修改。例如:Java8->Java9,String从char[]转为byte[]内部实现,而对外的方法不变,我们使用者根本感觉不到它内部的修改。
成员变量也称为属性(property),我们对成员变量的封装也称之为对属性的封装。具体步骤如下:
1:使用 private 修饰成员变量,格式如下:
代码示例
public class Student {
//使用 private 修饰成员变量
private String name;
}
2:提供 getXxx方法 / setXxx 方法,可以访问成员变量代码如下:
public class Student {
//使用 private 修饰成员变量
private String name;
//获取成员变量值的getXxx方法
public String getName() {
return name;
}
//设置成员变量值的setXxx方法
public void setName(String name) {
this.name = name;
}
}
我们观察上面的代码发现,this出现在其中,但它到底是什么意思了?this代码当前对象,哪个对象调用这个方法,this就代表哪个对象,在这里它主要用来区分同名的成员变量和局部变量。
测试代码
public class Test {
public static void main(String[] args) {
Student student = new Student();
//设置属性的值
student.setName("张三");
//获取属性的值
System.out.println("名字是: " + student.getName());
}
}
如何解决局部变量与成员变量同名问题
- 当局部变量与类变量(静态成员变量)同名时,在类变量前面加“类名.";
- 当局部变量与实例变量(非静态成员变量)同名时,在实例变量前面加“this.”
当然this还有其他的作用,这个我们以后在说..
总结
把该隐藏的隐藏起来,该暴露的暴露出来。这就是封装性的设计思想。封装的思想体现在Java的各个方面,例如:
- 属性私有化是对属性的封装
- 方法是对独立功能的封装
- 包是对类的封装
- ....
我们可以根据实际需要来使用Java中的封装性