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Java基础语法之封装

news 来源：原创 2024/9/21 8:00:51

在上一篇文章中，我们介绍了Java基础语法之构造方法和this关键字（Java基础语法之构造方法和this关键字），封装（Encapsulation）是面向对象编程的核心概念之一，它通过将对象的属性私有化，并提供公共方法（如Getter和Setter方法）来访问和修改这些属性，从而提高代码的安全性和可维护性。本文将详细介绍封装的相关概念，包括访问修饰符、Getter和Setter方法以及封装的意义。

文章目录

- - - 1. 访问修饰符
    - 2. Getter和Setter方法
    - 3. 封装的意义
    - 4. 知识结构图解
    - 5. 示例代码整合
    - 注意事项总结
    - 结语

1. 访问修饰符

访问修饰符（Access Modifiers）用于控制类、属性和方法的访问权限。Java中有四种主要的访问修饰符：

private：私有访问，仅在类内部可见。
public：公共访问，在任何地方都可见。
protected：受保护访问，在同一包内以及通过继承在子类中可见。
默认（包访问权限）：无修饰符，仅在同一包内可见。

访问修饰符示例

public class AccessModifiersExample {private String privateField = "private";public String publicField = "public";protected String protectedField = "protected";String defaultField = "default"; // 默认访问修饰符private void privateMethod() {System.out.println("This is a private method.");}public void publicMethod() {System.out.println("This is a public method.");}protected void protectedMethod() {System.out.println("This is a protected method.");}void defaultMethod() {System.out.println("This is a default method.");}
}

在同一类中访问

public class Main {public static void main(String[] args) {AccessModifiersExample example = new AccessModifiersExample();// 访问属性// System.out.println(example.privateField); // 错误：私有属性不可访问System.out.println(example.publicField);System.out.println(example.protectedField);System.out.println(example.defaultField);// 调用方法// example.privateMethod(); // 错误：私有方法不可访问example.publicMethod();example.protectedMethod();example.defaultMethod();}
}

在子类中访问

public class Subclass extends AccessModifiersExample {public void testAccess() {// 访问属性// System.out.println(privateField); // 错误：私有属性不可访问System.out.println(publicField);System.out.println(protectedField);// System.out.println(defaultField); // 错误：默认属性在不同包中不可访问// 调用方法// privateMethod(); // 错误：私有方法不可访问publicMethod();protectedMethod();// defaultMethod(); // 错误：默认方法在不同包中不可访问}
}

2. Getter和Setter方法

Getter和Setter方法用于访问和修改私有属性。通过这些方法，可以在设置属性值时进行验证或其他处理，从而提高代码的安全性。

Getter和Setter方法示例

public class Person {private String name;private int age;// Getter方法public String getName() {return name;}public int getAge() {return age;}// Setter方法public void setName(String name) {this.name = name;}public void setAge(int age) {if (age > 0) {this.age = age;} else {System.out.println("Age must be positive.");}}public void speak() {System.out.println("Hello, my name is " + name + " and I am " + age + " years old.");}
}

使用Getter和Setter方法

public class Main {public static void main(String[] args) {Person person = new Person();// 使用Setter方法设置属性person.setName("Alice");person.setAge(30);person.speak();// 使用Getter方法获取属性System.out.println("Name: " + person.getName());System.out.println("Age: " + person.getAge());// 设置无效的年龄person.setAge(-5); // 输出 "Age must be positive."}
}

注意事项：
- 使用Setter方法可以增加对属性值的验证。
- Getter和Setter方法提供了访问和修改私有属性的标准方式。

3. 封装的意义

封装有以下几个重要意义：

提高代码的安全性：通过将属性私有化，可以防止外部直接访问和修改属性，从而保护对象的内部状态。
提高代码的可维护性：通过公共方法访问和修改属性，可以在不影响外部代码的情况下，修改对象的内部实现。
隐藏实现细节：通过封装，可以隐藏对象的实现细节，只暴露必要的接口，从而减少耦合，增强模块化。

4. 知识结构图解

5. 示例代码整合

以下示例代码展示了封装的相关概念，包括访问修饰符、Getter和Setter方法的使用：

public class EncapsulationExample {public static void main(String[] args) {// 访问修饰符示例AccessModifiersExample example = new AccessModifiersExample();// System.out.println(example.privateField); // 错误：私有属性不可访问System.out.println(example.publicField);System.out.println(example.protectedField);System.out.println(example.defaultField);// example.privateMethod(); // 错误：私有方法不可访问example.publicMethod();example.protectedMethod();example.defaultMethod();// Getter和Setter方法示例Person person = new Person();person.setName("Alice");person.setAge(30);person.speak();System.out.println("Name: " + person.getName());System.out.println("Age: " + person.getAge());person.setAge(-5); // 输出 "Age must be positive."}
}class AccessModifiersExample {private String privateField = "private";public String publicField = "public";protected String protectedField = "protected";String defaultField = "default"; // 默认访问修饰符private void privateMethod() {System.out.println("This is a private method.");}public void publicMethod() {System.out.println("This is a public method.");}protected void protectedMethod() {System.out.println("This is a protected method.");}void defaultMethod() {System.out.println("This is a default method.");}
}class Person {private String name;private int age;public String getName() {return name;}public int getAge() {return age;}public void setName(String name) {this.name = name;}public void setAge(int age) {if (age > 0) {this.age = age;} else {System.out.println("Age must be positive.");}}public void speak() {System.out.println("Hello, my name is " + name + " and I am " + age + " years old.");}
}