Java修饰符：protected、public、private、static到底怎么用？

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#java #编程语言

本文深入解析Java中的访问修饰符和非访问修饰符，包括public、private、protected和default的使用场景，以及static、final和abstract的特点。通过实例展示了static修饰符如何提升代码效率，以及private修饰符如何保护类的实现细节。

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Java修饰符

在我们Java语句中通常在最开始就可以看到public static这样的语句，那么他们到底有什么用尼，有哪几种，在什么情况下会用到呢？
首先Java 修饰符分为两类：

访问修饰符
非访问修饰符

访问修饰符

访问修饰符用来保护对类、变量、方法和构造方法的访问。
一共有四种：

default (即默认，什么也不写）: 在同一包内可见，不使用任何修饰符。使用对象：类、接口、变量、方法。
private : 在同一类内可见。使用对象：变量、方法。注意：不能修饰类（外部类）
public : 对所有类可见。使用对象：类、接口、变量、方法
protected : 对同一包内的类和所有子类可见。使用对象：变量、方法。注意：不能修饰类（外部类）。

修饰符	当前类(我自己)	同一包内(我邻居)	子孙类(同一包) (我儿子)	子孙类(不同包)(邻居家儿子)	其他包(陌生人)
public	Y	Y	Y	Y	Y
protected	Y	Y	Y	Y/N	N
default	Y	Y	Y	N	N
private	Y	N	N	N	N

Y表示允许访问，N表示不允许访问。

非访问修饰符

为了实现一些其他的功能，Java 也提供了许多非访问修饰符。

static 修饰符，用来修饰类方法和类变量。
final 修饰符，用来修饰类、方法和变量，final 修饰的类不能够被继承，修饰的方法不能被继承类重新定义，修饰的变量为常量，是不可修改的。
abstract 修饰符，用来创建抽象类和抽象方法。

static举例理解

package demo;
学生类： 姓名 年龄 学号 所在班级
学生对象1： 小王  12  001   101
学生对象2： 小红  13  002   101
学生对象3： 小李  14  003   101
那么他们所在同一班的话，如果要更改教室，就得改三次，浪费了内存。
所以把所在班级这一项只在类中保存独一份，所有本类对象共享同一个数据。
static关键字就是用来修饰这样的，一旦成员变量用了static关键字，这样的内容就不属于对象了，适应于本类了。
* */
public class Demo01Static {
    public static void main(String[] args) {
        Student str1 = new Student("小王",15);
        str1.room = 101;
        System.out.println("姓名：" + str1.getName() + "年龄：" + str1.getAge()
                + "学号：" + str1.getId() + "班级是：" + str1.room);
        Student str2 = new Student("小红",14);
        System.out.println("姓名：" + str2.getName() + "年龄：" + str2.getAge()
                + "学号：" + str2.getId() + "班级是：" + str2.room);

    }
}

static修饰符特点

package demo;
一旦使用static修饰成员方法，那么这就成为了静态方法。静态方法不属于对象，而是属于类
 * 如果没有static关键字，那么必须首先创建对象，然后通过对象才能使用它
 * 如果有了static关键字，那么不需要创建对象，直接通过类名称调用
 * 无论是成员变量，还是成员方法，有了static，都推荐使用类名称进行调用
 * 静态变量： 类名.静态变量
 * 静态方法： 类名.静态方法();
 * 注意事项：
 * 1.静态只能直接访问静态，不能直接访问非静态
 * 原因：因为在内存中先有静态内容，后有非静态内容
 * 2.静态方法中不能用this
 * 原因：this代表当前对象，通过谁调用的方法，谁就是对象，static中与对象无关*/
public class Demo02StaticMethod {
    public static void main(String[] args) {
        MyClass obj = new MyClass();//首先创建对象
        //然后才能使用没有static关键字的内容
        obj.method();
        //对于静态方法来说，可以通过对象名进行使用，也可以直接通过类名来直接调用
        obj.methodStatic();//不推荐
        MyClass.methodStatic();//推荐
    }
}
package demo;

public class MyClass {
    //成员变量
    public String str;
    //静态变量
    public static String str1;
    //成员方法
    public void method(){
        System.out.println("简单的成员方法");
        //成员方法可以访问成员变量与静态变量
        System.out.println(str);
        System.out.println(str1);
    }
    //静态方法
    public static void methodStatic(){
        System.out.println("简单的静态方法");
        //静态方法只能访问静态变量
        System.out.println(str1);
        //System.out.println(str);
    }
}

私有访问修饰符-private

私有访问修饰符是最严格的访问级别，所以被声明为 private 的方法、变量和构造方法只能被所属类访问，并且类和接口不能声明为 private。

声明为私有访问类型的变量只能通过类中公共的 getter 方法被外部类访问。

Private 访问修饰符的使用主要用来隐藏类的实现细节和保护类的数据。

下面的类使用了私有访问修饰符：

public class Logger {
   private String format;
   public String getFormat() {
      return this.format;
   }
   public void setFormat(String format) {
      this.format = format;
   }
}

实例中，Logger 类中的 format 变量为私有变量，所以其他类不能直接得到和设置该变量的值。为了使其他类能够操作该变量，定义了两个 public 方法：getFormat() （返回 format的值）和 setFormat(String)（设置 format 的值）

公有访问修饰符-public

被声明为 public 的类、方法、构造方法和接口能够被任何其他类访问。

如果几个相互访问的 public 类分布在不同的包中，则需要导入相应 public 类所在的包。由于类的继承性，类所有的公有方法和变量都能被其子类继承。

以下函数使用了公有访问控制：

public static void main(String[] arguments) {
   // ...
}

Java 程序的 main() 方法必须设置成公有的，否则，Java 解释器将不能运行该类。

受保护的访问修饰符-protected

protected 需要从以下两个点来分析说明：

子类与基类在同一包中：被声明为 protected 的变量、方法和构造器能被同一个包中的任何其他类访问；
子类与基类不在同一包中：那么在子类中，子类实例可以访问其从基类继承而来的 protected 方法，而不能访问基类实例的protected方法。
protected 可以修饰数据成员，构造方法，方法成员，不能修饰类（内部类除外）。

子类能访问 protected 修饰符声明的方法和变量，这样就能保护不相关的类使用这些方法和变量。

下面的父类使用了 protected 访问修饰符，子类重写了父类的 openSpeaker() 方法。

class AudioPlayer {
   protected boolean openSpeaker(Speaker sp) {
      // 实现细节
   }
}
 
class StreamingAudioPlayer extends AudioPlayer {
   protected boolean openSpeaker(Speaker sp) {
      // 实现细节
   }
}

如果把 openSpeaker() 方法声明为 private，那么除了 AudioPlayer 之外的类将不能访问该方法。

如果把 openSpeaker() 声明为 public，那么所有的类都能够访问该方法。

如果我们只想让该方法对其所在类的子类可见，则将该方法声明为 protected。

访问控制和继承
请注意以下方法继承的规则：

父类中声明为 public 的方法在子类中也必须为 public。
父类中声明为 protected 的方法在子类中要么声明为 protected，要么声明为 public，不能声明为 private。
父类中声明为 private 的方法，不能够被继承。