从零开始学Java之如何理解面向对象里的封装?

妖狐艹你老母 2023-10-08 21:59 11阅读 0赞

## 一. 三大特征 ##

我们知道，面向对象是一种以对象为核心的软件开发思想。在这种编程思想中，有着明显的几个特征，通常我们归纳为如下三个：

>  *  **封装(Encapsulation)** ：将类或接口的实现细节部分包装、隐藏起来。
>  *  **继承(extends)** ：子类继承父类的特征和行为，使得子类对象(实例)拥有父类的实例域和方法；或子类从父类继承方法，使得子类拥有父类相同的行为。
>  *  **多态(polymorphism)** ：同一个行为具有多个不同表现形式或形态的能力，即同一个接口可以使用不同的实例执行不同的操作。

但也有的面试官会问我们面向对象有哪四大特征？这就让你很懵逼，不都是三大特征吗？如果非要有这种傻缺的问法，那我们就可以再多回答一个 **”抽象** **”** 的概念即可。

关于继承、多态和抽象等的概念，**壹哥**会在后面的文章中单独讲解，本篇文章先只讲封装是怎么回事。

## 二. 封装 ##

### 1. 概念 ###

所谓的封装，其实就是**尽可能地隐藏对象的内部实现细节，控制对象的修改及访问权限，将某些实现细节部分包装、隐藏起来，并对外提供公开的方法访问私有成员。一般我们是利用private访问修饰符来实现。**

通俗地说，封装就是把一个Java类的部分实现进行“隐藏”、“包裹”，不让你完全看见它的“内部”是咋回事。就好比一个银行，有的地方(大厅)可以对外暴露，但有的地方(金库)就需要隐藏。我们在修建银行的时候，金库在设计之初就是要被隐藏的，但金库会预留一个渠道对外联通，让钱可以进出。

Java里的封装其实也是这样的。把一个类中不想让别人直接看到的内容封装隐藏起来，不让别人直接操作这部分内容，但又可以通过某种方法对外展示。这样，我们对java类的操作就可进可退，保证了类的安全性。

所以**封装可以被认为是一种类的保护屏障，防止该类的代码和数据被外部类定义的代码随机访问**。如果想要访问该类的代码和数据，必须通过严格的接口控制。通过适当的封装，让程式码更容易理解与维护，也加强了代码的安全性。

### 2. 必要性 ###

那么Java里的类一定都要封装吗？我们来看一个场景，如下图所示：

![format_png][]

比如上面的Student类，内部有4个非私有的属性。我们可以在对象的外部，为这几个属性直接赋值。在上面的代码中，我们给age赋值20000，学生的年龄是20000，这合理吗？得分是1000合理吗？这就出现了非法的数据录入，存在数据的安全问题。这种问题该怎么解决？如何对属性的赋值加以控制？

针对这种情况，我们就可以使用封装！将类内部的属性进行私有化，然后再提供对外的方法调用这些属性，并在方法内部对属性的赋值进行合理控制。**别的地方只能通过规定的方法来访问数据，隐藏了类的实现细节，方便修改和实现，这样我们就不担心非法数据的录入问题**了！这也就是封装的意义所在！

既然封装有其存在的必要性，那么我们该如何实现封装呢？请继续往下看！

### 3. 实现要求 ###

如果我们想实现类的封装，主要有以下两个步骤：

> 1.  **给成员变量添加private修饰符；**
> 2.  **添加公开的get和set方法；**
> 3.  **在赋值和取值方法中，加入属性控制语句，对属性值的合法性进行判断。**

#### 3.1 private关键词 ####

private是一种访问权限修饰符，是一个表示“私有的“关键词，可以修饰类、方法和变量等。如果用来修饰成员变量，可以实现成员变量的私有化，限制该成员变量只能在类的内部直接访问，类外不能直接访问。

#### 3.2 getter和setter方法 ####

通常情况下，**这些get和set方法被称为getter和setter方法。** **任何访问类中私有成员变量的操作都要通过这些getter和setter方法。**

get方法是用来获取私有属性的方法，其语法结构为：

public 返回值类型 getXxx(){
        return 返回属性值; 
    } 
    复制代码

set方法是用来修改私有属性值的方法，其语法结构为：

public void setXxx(属性类型 属性){ 
        this.xxx = 属性;
        //其他对属性进行操作的代码
    } 
    复制代码

这里我们要注意，**get方法一般没有参数，但有返回值；set方法一般没有返回值，但有参数！！！**

### 4. 封装案例 ###

为了让大家更好地理解如何实现封装，**壹哥**设计一个Person类，我们来看看代码：

/**
     * @author 一一哥Sun 
     * 属性:姓名、年龄、性别
     * 封装步骤:(1).把成员变量变成私有的;(2).添加公开的get和set方法
     */
    public class Person {
        // 私有化属性
        private String name;
        private int age;
        private String sex;
    
        //设置公开方法
        // 获取name
        public String getName() {
    	return name;
        }
    
        // 对name赋值
        public void setName(String name) {
            //this关键字解决了实例变量(private String name)和局部变量(String name)之间的同名冲突。
            this.name = name;
        }
    
        public int getAge() {
    	return this.age;
        }
    
        public void setAge(int age) {
    	// 限制年龄的范围
    	if (age > 100 || age < 1) {
                // 设置一个默认值
                this.age = 18;
    	} else {
                this.age = age;
    	}
        }
    
        public String getSex() {
    	return this.sex;
        }
    
        public void setSex(String sex) {
    	// 设置性别
    	if ("男".equals(sex) || "女".equals(sex)) {
                this.sex = sex;
    	} else {
                this.sex = "男";
    	}
        }
    
        //提供无参和有参的构造方法
        public Person() {
    	super();
        }
    	
        public Person(String name, int age, String sex) {
    	super();
    	this.name = name;
    	this.age = age;
    	this.sex = sex;
        }
    }
    复制代码

从上述代码中，我们可以看出实现类的封装其实也很简单：

> 1.  **成员变量(属性)私有化(用private修饰)；**
> 2.  **添加公开的get和set方法，用public修饰；**
> 3.  **添加有参和无参的若干构造方法。**

一般我们把这样封装好的一个类成为Java Bean，Java Bean一般有两种：

> 1.  **负责数据承载的Bean；**
> 2.  **负责业务逻辑的Bean。**

我们上面的案例，就是一个数据承载的Bean。

\------------------------------**正片已结束，来根事后烟**\----------------------------

## 三. 结语 ##

至此，我们就把面向对象的第一个基本特征--封装 学习完了。现在你知道该如何正确地封装一个Java Bean了吗？在面试时，我们要把封装的概念及其优点讲清楚：

>  *  **良好的封装能够减少耦合；**
>  *  **封装可以使得类内部的结构自由修改；**
>  *  **封装可以对成员变量进行更精确的控制；**
>  *  **封装隐藏了类的信息和实现细节。**

如果你独自学习觉得有很多困难，可以加入**壹哥**的学习互助群，大家一起交流学习。

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