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

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)
publicYYYYY
protectedYYYY/NN
defaultYYYNN
privateYNNNN

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。

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