day08_封装

2023-10-27 15:18:34

封装

为什么需要封装？

现实生活中，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。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。

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）。权限修饰符及访问权限如下图所示：

成员变量的封装

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。成员变量封装的好处如下所示：

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。

对属性封装的步骤

1：使用private修饰成员变量。

概述: private是一个权限修饰符，代表最小权限。
特点:
- 可以修饰成员变量和成员方法。
- 被private修饰后的成员变量和成员方法，只在本类中才能访问。

使用格式

代码示例

public class Chinese {
    //private修饰类变量
    private static String country;
    //private修饰实例变量
    private String name;
}

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

class Chinese {
    //private修饰类变量
    private static String country;
    //private修饰实例变量
    private String name;

    //setXxx方法
    public static void setCountry(String c) {
        country = c;
    }
    //getXxx方法
    public static String getCountry() {
        return country;
    }

    public void setName(String n) {
        name = n;
    }

    public String getName() {
        return name;
    }
}

我们发现 setXxx 方法中的形参名字并不符合见名知意的规定，那么如果修改与成员变量名一致，是否就见名知意了呢？经过修改和测试，我们发现新的问题，成员变量赋值失败了。也就是说，在修改了setXxx() 的形参变量名后，方法并没有给成员变量赋值！这是由于形参变量名与成员变量名重名，导致成员变量名被隐藏，方法中的变量名，无法访问到成员变量，从而赋值失败。所以，我们只能使用this关键字，来解决这个重名问题。

this的含义和使用

this含义: this代表当前调用方法的引用，哪个对象调用this所在的方法，this就代表哪一个对象
this关键字在这里的主要作用是区分同名的局部变量和成员变量
- 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.”
- 方法的形参没有与成员变量同名，成员变量和局部变量我们可以通过变量名称来进行区别。
this的使用格式:this.变量名

使用 this 修饰方法中的变量，解决成员变量被隐藏的问题，代码如下：

class Chinese {
    //private修饰类变量
    private static String country;
    //private修饰实例变量
    private String name;

    public static String getCountry() {
        return country;
    }

    public static void setCountry(String country) {
        Chinese.country = country;
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

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

定义测试类

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        Chinese c1 = new Chinese();
        //获取成员变量的值
        System.out.println(c1.getName());//null
        System.out.println(Chinese.getCountry());//null
        //设置成员变量的值
        c1.setName("张三");
        Chinese.setCountry("中国");
        //获取成员变量的值
        System.out.println(c1.getName());//张三
        System.out.println(Chinese.getCountry());//中国
    }
}

总结：

封装在Java语言之中是无处不在的。例如：方法是对功能的封装，包是对类的封装，而我们刚才学习的private修饰属性是对属性封装。

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