Java 封装

上一小节中,我们已经对类和对象有了一个基本的认识。不止于 Java,在各个面向对象语言的书籍资料中,都会提到面向对象的三大特征:封装、继承、多态。本小节我们就从封装开始,探讨面向对象的特征。本小节我们将学习什么是封装、为什么需要封装,最后也会以一个 NBA 球员类的案例来实现封装。

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。

在我们日常生活中,封装与我们息息相关,智能手机就是一个拥有良好封装的例子,我们不需要关心其内部复杂的逻辑电路设计,可以通过手机的屏幕、按键、充电口、耳机接口等等外部接口来对手机进行操作和使用。复杂的逻辑电路以及模块被封装在手机的内部,而留出的这些必要接口,让我们更加简便地使用手机的同时也保护了手机的内部细节。

封装有两个特点:

  1. 只能通过规定的方法访问数据;
  2. 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。

  1. 修改属性的可见性为 private
  2. 创建公开的 getter 和 setter 方法,分别用于属性的读写;
  3. 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 NBAPlayer

class NBAPlayer {
    // 姓名
    String name;
    // 年龄
    int age;
}

类内部(即类名后面 {} 之间的区域)定义了成员属性 nameage,我们知道,在类外部调用处可以对其属性进行修改:

NBAPlayer player = new NBAPlayer();
player.age = -1;

如下是实例代码:

实例演示
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