day09_面向对象（封装丶权限修饰符丶构造器）

2024-02-07 15:38:53

封装概述

为什么需要封装？

我要用洗衣机，只需要按一下开关和洗涤模式就可以了。有必要了解洗衣机内部的结构吗？有必要碰电动机吗？答案是没有必要。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。

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：

高内聚：类的内部数据操作细节自己完成，不允许外部干涉；
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。属性私有化就是对属性的封装，方法就是对功能的封装，包就是对模块的封装....

如果不封装类的属性，会造成安全隐患

使用者对类内部定义的属性(对象的成员变量)的直接操作会导致数据的错误、混乱或安全性问题。

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：类丶包丶子类丶模块：Java9之后引入。在Java中有四种权限修饰符，public,protected,缺省,private。他们的访问权限如下图所示：

public和缺省：可以修饰外部类

public,protected,缺省,private 可以修饰：成员变量、成员方法、构造器、成员内部类

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。

属性的封装和隐藏

成员变量（field）私有化之后，提供标准的get/set方法，我们把这种成员变量也称为属性（property）。或者可以说只要能通过get/set操作的就是事物的属性，哪怕它没有对应的成员变量。 以实现下述目的：

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。

属性的封装实现步骤

1：使用 private 修饰成员变量

package demo01;

public class Chinese {
    //私有化类变量
    private static String country;
   //私有化实例变量
    private String name;
    private int age;
}

2：提供 getXxx方法 / setXxx 方法，可以访问成员变量，代码如下：

package demo01;

public class Chinese {
    //私有化类变量
    private static String country;
   //私有化实例变量
    private String name;
    private int age;

    //getXxx方法  获取成员变量的值
    public static String getCountry() {
        return country;
    }
    //setXxx 方法 设置成员变量的值
    public static void setCountry(String country) {
        //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."；
        Chinese.country = country;
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        //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.”
        this.name = name;
    }

    public int getAge() {
        return age;
    }

    public void setAge(int age) {
        this.age = age;
    }
}

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.”

this：它在方法内部使用，即这个方法所属对象的引用。简单理解 this代表当前调用方法的引用，哪个对象调用的方法，this就代表哪一个对象

构造器

我们发现我们new完对象时，所有成员变量都是默认值，如果我们需要赋别的值，需要挨个为它们再赋值，太麻烦了。我们能不能在new对象时，直接为当前对象的某个或所有成员变量直接赋值呢。可以，Java给我们提供了构造器。

构造器的作用

创建对象
在创建对象的时候为实例变量赋初始值。注意：构造器只为实例变量初始化，不为静态类变量初始化

执行时机：

创建对象的时候调用，每创建一次对象，就会执行一次构造方法
不能手动调用构造方法

构造器的语法格式

构造器又称为构造方法，那是因为它长的很像方法。但是和方法还有有所区别的。

在一个类当中可以同时定义多个构造方法，它们之间构成重载关系。这样就做到了在 java 中你想要什么就 new什么，每一次 new都会在堆内存中创建对象，并且对象内部的实例变量被初始化了。怎么调用构造方法呢，语法格式是

new 构造方法名(实际参数列表)

代码示例

package demo01;

public class Student {
    private String name;
    private int age;

    // 无参构造
    public Student() {
    }

    // 有参构造
    public Student(String name, int age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

    public int getAge() {
        return age;
    }

    public void setAge(int age) {
        this.age = age;
    }
}

注意事项：

构造器名必须与它所在的类名必须相同。
它没有返回值，所以不需要返回值类型，甚至不需要void
如果你不提供构造器，系统会给出无参数构造器，并且该构造器的修饰符默认与类的修饰符相同
如果你提供了构造器，系统将不再提供无参数构造器，除非你自己定义。
构造器是可以重载的，既可以定义参数，也可以不定义参数。
构造器的修饰符只能是权限修饰符，不能被其他任何修饰
构造方法是支持重载机制的，具体调用哪个构造方法，那要看调用的时候传递的实际参数列表符合哪个构造方法。

总结：属性赋值过程

截止到目前，我们讲到了很多位置都可以对类的属性赋值。现总结这几个位置，并指明赋值的先后顺序。赋值的位置：

默认初始化
显式初始化
构造器中初始化
通过“对象.属性“或“对象.方法”的方式赋值

赋值的先后顺序： ① - ② - ③ - ④

标准JavaBean

JavaBean 是 Java语言编写类的一种标准规范。符合JavaBean 的类，要求：

类必须是具体的和公共的，
并且具有无参数的构造方法，
成员变量私有化，并提供用来操作成员变量的set 和get 方法。

用户可以使用JavaBean将功能、处理、值、数据库访问和其他任何可以用Java代码创造的对象进行打包，并且其他的开发者可以通过内部的JSP 页面、Servlet、其他JavaBean、applet程序或者应用来使用这些对象。用户可以认为JavaBean提供了一种随时随地的复制和粘贴的功能，而不用关心任何改变。

编写符合JavaBean 规范的类，以学生类为例，标准代码如下：

public class Student {
    // 成员变量
    private String name;
    private int age;

    // 构造方法
    public Student() {
    }

    public Student(String name, int age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
    }

    // get/set成员方法
    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setAge(int age) {
        this.age = age;
    }

    public int getAge() {
        return age;
    }

    //其他成员方法列表
    public String getInfo() {
        return "姓名：" + name + "，年龄：" + age;
    }
}

测试类，代码如下：

public class TestStudent {
    public static void main(String[] args) {
        // 无参构造使用
        Student s = new Student();
        s.setName("柳岩");
        s.setAge(18);
        System.out.println(s.getName() + "---" + s.getAge());
        System.out.println(s.getInfo());

        // 带参构造使用
        Student s2 = new Student("赵丽颖", 18);
        System.out.println(s2.getName() + "---" + s2.getAge());
        System.out.println(s2.getInfo());
    }
}

拓展知识：UML类图

码农公寓

属性的封装和隐藏

构造器

标准JavaBean

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