Java访问限定符：精准控制代码可见性

访问限定符是Java封装的核心机制，如同手机隐私设置：公开信息、家庭共享(protected)、私有数据各有访问边界。

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一、访问限定符核心作用

封装强化

• 隐藏内部实现细节（如敏感数据）
• 暴露安全接口（如公共方法）

public class BankAccount {
    private double balance; // 私有属性隐藏资金细节
    public void deposit(double amount) { ... } // 安全操作接口
}

风险防控

• 防止外部代码意外修改关键状态
• 避免类间非法依赖（降低耦合度）

设计优化

• 明确类间交互契约
• 提升代码可维护性和扩展性

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二、四种访问限定符详解

1. Private（最严格）

• 作用域：仅当前类内可访问

• 典型应用：封装敏感属性/内部方法

   public class SecureSystem {
       private String secretKey; // 外部不可见
       private void logAccess() { ... } // 内部日志方法
   }
  

2. Default（包级私有）

• 触发条件：未显式声明限定符

• 作用域：同包内可见

   package utils;
   class ConfigLoader { // 默认访问限定
       String loadConfig() { ... } // 仅utils包内可用
   }
  

3. Protected（继承友好）

• 作用域：同包内 + 跨包子类

• 继承场景：

   package animals;
   public class Animal {
       protected String dna; // 子类可访问
   }
  
   package pets;
   import animals.Animal;
   public class Cat extends Animal {
       public void printDNA() {
           System.out.println(dna); // 子类跨包访问
       }
   }
  

4. Public（全局开放）

• 作用域：全局可见

• 使用场景：API接口、工具类方法

   public class MathUtils {
       public static final double PI = 3.14159; // 开放常量
       public static int add(int a, int b) { ... } // 公共方法
   }
  

访问范围对比表

限定符	同类	同包	子类(跨包)	任意位置
private	✅	❌	❌	❌
default	✅	✅	❌	❌
protected	✅	✅	✅	❌
public	✅	✅	✅	✅

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三、包(Package)：访问控制的组织单元

1. 包的核心价值

• 命名隔离：避免类名冲突

   package com.company.finance;
   public class Calculator { ... } // 不会与com.company.math.Calculator冲突
  

• 访问控制：配合默认访问限定实现包级封装

2. 包的使用规范

• 声明语法：文件首行定义

   package com.example.utilities; // 包声明
  

• 导入机制：精确引用所需类

   import com.example.utilities.StringUtils; // 单类导入
   import com.example.utilities.*; // 整包导入(谨慎使用)
  

3. 包层次化设计

src
└── com
    └── company
        ├── finance  // 财务模块
        │   ├── Calculator.java
        │   └── TaxProcessor.java
        └── hr       // 人力资源模块
            ├── Employee.java
            └── Payroll.java

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四、Protected在继承中的关键作用

1. 父子类数据共享

public class Device {
    protected String serialNo; // 子类可访问
}

public class SmartDevice extends Device {
    public void register() {
        System.out.println("注册设备: " + serialNo); // 直接使用父类属性
    }
}

2. 构造器链式调用

• super()：显式调用父类构造器

   public class PositiveNumber extends MyNumber {
       public PositiveNumber(int val) {
           super(val); // 调用父类构造器初始化
       }
   }
  

3. 访问控制实践案例

public class MyNumber {
    private int value; // 严格私有
    protected void setValue(int v) { // 子类可调用的保护方法
        this.value = v;
    }
}

public class PositiveNumber extends MyNumber {
    public void safeSet(int v) {
        if (v > 0) setValue(v); // 通过保护方法间接修改私有属性
    }
}

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五、高频问题解答

如何选择访问限定符？

• 首选 private：属性/内部方法
• 次选 protected：需继承扩展的成员
• 谨慎 public：API接口常量
• 避免 default：包内工具类

跨包子类如何访问父类成员？

• 父类成员需声明为 protected
• 子类通过继承关系直接访问

私有方法能被重写吗？

class Parent {
    private void hidden() { ... } // 不可重写
}
class Child extends Parent {
    private void hidden() { ... } // 这是全新方法，非重写！
}

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总结：访问控制四原则

1. 最小可见性：从 private 开始，按需放宽
2. 包即边界：用包划分逻辑模块，配合默认访问
3. 继承专用：protected 为子类定制扩展点
4. 契约思维：public 方法即不可变承诺

掌握访问限定符如同获得代码"隐私管理权"，是构建健壮、可维护Java系统的基石。