Java 封装

封装是面向对象编程的三大核心特性(封装、继承、多态)之一,它通过合理隐藏对象的内部细节并暴露必要接口,实现了数据安全与代码模块化。本文将详细讲解 Java 中封装的实现方式、核心要点及实际应用。

封装的基本概念

封装的核心思想是 “隐藏细节,暴露接口”:

  • 隐藏细节:将对象的属性和实现细节私有化,避免外部直接修改。
  • 暴露接口:提供公开的方法供外部访问和操作内部数据,确保数据操作的规范性。

简单来说,“对象代表什么,就得封装对应的数据,并提供数据对应的行为”。例如手机的内部电路是隐藏的,用户只需通过屏幕(接口)操作即可。

封装的实现方式

1. 属性私有(private 修饰符)

private 是 Java 中的权限修饰符,用于限制成员(属性或方法)的访问范围:

  • 被 private 修饰的成员只能在本类中访问,外部类无法直接操作。
  • 这是实现封装的基础,能有效防止外部对数据的随意修改。

2. 提供 get 和 set 方法

为私有属性提供公开的 get(获取值)和 set(设置值)方法,作为外部访问的唯一接口:

  • set 方法:用于设置属性值,可在方法中添加数据校验逻辑。
  • get 方法:用于获取属性值,控制数据的读取权限。

实例:封装女朋友类的属性

class SetGirlFriend {
    // 属性私有化
    private String name;
    private int age;
    private double height;
    private int weight;
    
    // 提供set和get方法
    public void setName(String name) {
        this.name = name; // this区分成员变量和局部变量
    }
    
    public String getName() {
        return name;
    }
    
    public void setAge(int age) {
        // 添加数据校验:年龄必须合理
        if (age >= 18 && age <= 120) {
            this.age = age;
        } else {
            System.out.println("年龄输入无效");
        }
    }
    
    public int getAge() {
        return age;
    }
    
    // height和weight的set/get方法类似,此处省略
    
    // 行为方法
    public void getKiss() {
        System.out.println(name + "的亲吻");
    }
}

在测试类中使用:

public static void main(String[] args) {
    SetGirlFriend seg = new SetGirlFriend();
    seg.setName("无名"); // 通过set方法设置值
    seg.setAge(18); // 符合校验规则,设置成功
    seg.setHeight(1.7);
    seg.setWeight(98);
    
    seg.getKiss(); // 调用行为方法
    System.out.println(seg.getName()); // 通过get方法获取值
}

核心要点:this 关键字的作用

当方法的局部变量与类的成员变量同名时,使用 this 关键字区分:

  • this.成员变量:表示当前对象的成员变量。
  • 局部变量:方法内部定义的变量,遵循 “就近原则”。
    private int age = 0; // 成员变量
    
    public void method(int age) { // 局部变量
        System.out.println(age); // 输出局部变量的值(如10)
        System.out.println(this.age); // 输出成员变量的值(0)
    }

封装与方法重载的结合

封装的类中可以使用方法重载,即多个同名方法通过参数差异(类型、个数)区分,增强接口的灵活性:

// 重载setName方法,支持不同参数类型
public void setName(String name) {
    this.name = name;
}

public void setName(String firstName, String lastName) {
    this.name = firstName + lastName;
}

封装的优势

  1. 数据安全:通过 set 方法的校验逻辑,确保属性值符合预期(如年龄不能为负数)。
  2. 代码可控:修改内部实现时,只需保证 get/set 方法的接口不变,不影响外部使用。
  3. 降低耦合:隐藏内部细节,外部只需关注如何使用,无需了解实现原理。

总结

封装是 Java 面向对象编程的基础特性,其核心实现是:

  • 用 private 修饰属性,隐藏内部数据。
  • 提供 get/set 方法作为访问接口,控制数据操作。
  • 用 this 关键字区分同名的成员变量和局部变量。

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