Java 封装
面向对象的三大特征:封装、继承、多态
思考为什么需要封装,最后我举一个NBA的例子
1. 概念和特点
类的基本作用就是封装代码。封装将类的一些特征和行为隐藏在类内部,不允许类外部直接访问。
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外部类定义的代码随机访问。
我们可以通过类提供的方法来实现对隐藏信息的操作和访问。隐藏了对象的信息,留出了访问的接口。
类的封装就像我们使用的电脑一样,我们不用关心电脑内部复杂的电路构造,可以通过充电口,按键,耳机等外部接口对电脑进行操作和使用。
复杂的模块被封装在电脑内部,而留出的这些接口,让我们更高效的使用手机,并且保护了手机内部!
封装有两个特点:
- 只能通过规定的方法访问数据;
- 隐藏类的实例细节,方便修改和实现。
2. 为什么需要封装
封装具有以下优点:
- 封装有利于提高类的内聚性,适当的封装可以让代码更容易理解与维护;
- 良好的封装有利于降低代码的耦合度;
- 一些关键属性只允许类内部可以访问和修改,增强类的安全性;
- 隐藏实现细节,为调用方提供易于理解的接口;
- 当需求发生变动时,我们只需要修改我们封装的代码,而不需要到处修改调用处的代码。
3. 实现封装
在 Java 语言中,如何实现封装呢?需要 3 个步骤。
- 修改属性的可见性为
private
; - 创建公开的 getter 和 setter 方法,分别用于属性的读写;
- 在 getter 和 setter 方法中,对属性的合法性进行判断。
我们来看一个 NBA 球员类Student
:
class Student {
// 姓名
String name;
// 年龄
int age;
}
在类内部(即类名后面{}
之间的区域)定义了成员属性name
和age
,我们知道,在类外部调用处可以对其属性进行修改:
Student player = new Student();
player.age = -1;
实例
public class Student {
// 姓名
String name;
// 年龄
int age;
public static void main(String[] args) {
Student player = new Student();
player.age = -1;
System.out.println("球员年龄为:" + player.age);
}
}
运行结果:
球员年龄为:-1
我们通过对象名.属性名的方式对age
赋值为 -1
,显然,球员的年龄为-1
是反常理的。
下面我们对Student
类进行封装。
- 我们可以使用私有化访问控制符修饰类内部的属性,让其只在类的内部可以访问:
// 用private修饰成员属性,限定只能在当前类内部可以访问
private String name;
private int age;
private
关键字限定了其修饰的成员只能在类内部访问,这样之后就无法在类外部使用player.age =-1
这样的赋值方式进行赋值了。
- 创建公开的(public)
getter
和 setter
方法:
package com.caq.oop.demo04;
//封装的核心 private
public class Student {
//属型私有
private String name;//名字
private int id;//学号
private char sex;//性别
private int age;
//提供一些可以操作的方法
//提供一些public的get,set方法
//get 获得这个数据
public String getName() {
return name;
}
//set 给这个数据设置值
public void setName(String name) {
= name;
}
//alt + insert自动生成get和set方法
public int getId() {
return id;
}
public void setId(int id) {
this.id = id;
}
public char getSex() {
return sex;
}
public void setSex(char sex) {
this.sex = sex;
}
public int getAge() {
return age;
}
public void setAge(int age) {
if (age>120 || age <0) {
this.age = 3;
}else{
this.age = age;
}
}
}
顾名思义,getter
就是取属性值,setter
就是给属性赋值,这样在类的外部就可以通过调用其方法对属性进行操作了。
在类外部对属性进行读写:
Student player = new Student();
// 对属性赋值:
player.setName("詹姆斯");
player.setAge(35);
// 获取属性:
System.out.println("姓名:" + player.getName());
System.out.println("年龄:" + player.getAge());
试想,如果在类外部,有很多地方都会操作属性值,当属性值读写逻辑发生改变时,我们只需修改类内部的逻辑。
另外,对于有参构造方法中,对属性赋值时,直接调用其setter
方法。无需再写重复的逻辑判断,提高代码复用性:
public Student(int age) {
this.setAge(age);
}
如下是实现封装后完整实例代码:
实例演示
public class Student { // 姓名 private String name; // 年龄 private int age; // 无参构造方法 public Student() { } // 单参构造方法 public Student(int age) { this.setAge(age); } // 全参构造方法 public Student(String name, int age) { this.setName(name); this.setAge(age); } public String getName() { return name; } public void setName(String name) { = name; } public int getAge() { return age; } public void setAge(int age) { // 判断参数age的合法性 if(age < 0) { this.age = 0; } this.age = age; } public static void main(String[] args) { Student james = new Student(); // 对属性赋值: james.setName("詹姆斯"); james.setAge(35); // 打印james实例属性 System.out.println("姓名:" + james.getName()); System.out.println("年龄:" + james.getAge()); System.out.println("-------------"); // 实例化一个新的对象 Student jordan = new Student("乔丹", 60); // 打印jordan对象实例属性 System.out.println("姓名:" + jordan.getName()); System.out.println("年龄:" + jordan.getAge()); }}运行结果:
姓名:詹姆斯年龄:35-------------姓名:乔丹年龄:60
4. 小结
面向对象的三大特征:封装、继承、多态。
封装隐藏了对象的信息,并且留出了访问的接口。