Java学习 第七章 封装

一、封装

1.1 封装的概念

面向对象程序三大特性：封装、继承、多态。而类和对象阶段，主要研究的就是封装特性。何为封装呢？简单来说就是套壳屏蔽细节。
比如：对于电脑这样一个复杂的设备，提供给用户的就只是：开关机、通过键盘输入，显示器，USB插孔等，让用户来和计算机进行交互，完成日常事务。但实际上：电脑真正工作的却是CPU、显卡、内存等一些硬件元件。
对于计算机使用者而言，不用关心内部核心部件，比如主板上线路是如何布局的，CPU内部是如何设计的等，用户只需要知道，怎么开机、怎么通过键盘和鼠标与计算机进行交互即可。因此计算机厂商在出厂时，在外部套上壳子，将内部实现细节隐藏起来，仅仅对外提供开关机、鼠标以及键盘插孔等，让用户可以与计算机进行交互即可。
封装：将数据和操作数据的方法进行有机结合，隐藏对象的属性和实现细节，仅对外公开接口来和对象进行交互

1.2访问限定符

Java中主要通过类和访问权限来实现封装：类可以将数据以及封装数据的方法结合在一起，更符合人类对事物的认知，而访问权限用来控制方法或者字段能否直接在类外使用。Java中提供了四种访问限定符：

NO	范围	private	default	protected	public
1	同一包中的同一类	√	√	√	√
2	同一包中的不同类		√	√	√
3	不同包的不同子类			√	√
4	不同包的非子类				√

比如：
public：可以理解为一个人的外貌特征，谁都可以看得到
default: 对于自己家族中(同一个包中)不是什么秘密，对于其他人来说就是隐私了
private：只有自己知道，其他人都不知道
protected主要是用在继承中，继承部分详细介绍
default权限指：什么都不写时的默认权限
访问权限除了可以限定类中成员的可见性，也可以控制类的可见性

例如

public class Computer {
	private String cpu; // cpu
	private String memory; // 内存
	public String screen; // 屏幕
	String brand; // 品牌---->default属性
	public Computer(String brand, String cpu, String memory, String screen) {
		this.brand = brand;
		this.cpu = cpu;
		this.memory = memory;this.screen = screen;
	}
	public void Boot(){
		System.out.println("开机~~~");
	}
	public void PowerOff(){
		System.out.println("关机~~~");
	}
	public void SurfInternet(){
		System.out.println("上网~~~");
	}
}
public class TestComputer {
public static void main(String[] args) {
	Computer p = new Computer("HW", "i7", "8G", "13*14");
	System.out.println(p.brand); // default属性：只能被本包中类访问
	System.out.println(p.screen); // public属性： 可以任何其他类访问
	// System.out.println(p.cpu); // private属性：只能在Computer类中问，不能被其他类访问
	}
}

注意：一般情况下成员变量设置为private，成员方法设置为public。

二、封装扩展之包

2.1包的概念

在面向对象体系中，提出了一个软件包的概念，即：为了更好的管理类，把多个类收集在一起成为一组，称为软件包。有点类似于目录。比如：为了更好的管理电脑中的歌曲，一种好的方式就是将相同属性的歌曲放在相同文件下，也可以对某个文件夹下的音乐进行更详细的分类。

在Java中也引入了包，包是对类、接口等的封装机制的体现，是一种对类或者接口等的很好的组织方式，比如：一个包中的类不想被其他包中的类使用。包还有一个重要的作用：在同一个工程中允许存在相同名称的类，只要处在不同的包中即可。

2.2导入包中的类

Java 中已经提供了很多现成的类供我们使用. 例如Date类：可以使用 java.util.Date 导入 java.util 这个包中的 Date类.

public class Test {
	public static void main(String[] args) {
	java.util.Date date = new java.util.Date();
	// 得到一个毫秒级别的时间戳
	System.out.println(date.getTime());
	}
}

但是这种写法比较麻烦一些, 可以使用 import语句导入包.

import java.util.Date;
public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        Date date = new Date();
// 得到一个毫秒级别的时间戳
        System.out.println(date.getTime());
    }
}

如果需要使用 java.util 中的其他类, 可以使用 import java.util.*

import java.util.*;
public class Test {
	public static void main(String[] args) {
		Date date = new Date();
		// 得到一个毫秒级别的时间戳
		System.out.println(date.getTime());
	}
}

但是我们更建议显式的指定要导入的类名. 否则还是容易出现冲突的情况

import java.util.*;
import java.sql.*;
public class Test {
	public static void main(String[] args) {
		// util 和 sql 中都存在一个 Date 这样的类, 此时就会出现歧义, 编译出错
		Date date = new Date();
		System.out.println(date.getTime());
	}
}

// 编译出错 Error:(5, 9) java: 对Date的引用不明确 java.sql 中的类 java.sql.Date 和 java.util 中的类 java.util.Date 都匹配

在这种情况下需要使用完整的类名

import java.util.*;
import java.sql.*;
public class Test {
	public static void main(String[] args) {
		java.util.Date date = new java.util.Date();
		System.out.println(date.getTime());
	}
}

可以使用import static导入包中静态的方法和字段。

import static java.lang.Math.*;
public class Test {
	public static void main(String[] args) {
		double x = 30;
		double y = 40;
		// 静态导入的方式写起来更方便一些.
		// double result = Math.sqrt(Math.pow(x, 2) + Math.pow(y, 2));
		double result = sqrt(pow(x, 2) + pow(y, 2));
		System.out.println(result);
	}
}

注意事项: import 和 C++ 的 #include 差别很大. C++ 必须 #include 来引入其他文件内容, 但是 Java 不需要.import 只是为了写代码的时候更方便. import 更类似于 C++ 的 namespace 和 using

2.3自定义包

基本规则

1. 在文件的最上方加上一个 package 语句指定该代码在哪个包中.
2. 包名需要尽量指定成唯一的名字, 通常会用公司的域名的颠倒形式(例如com.baidu.demo1).
3. 包名要和代码路径相匹配. 例如创建 com.bit.demo1 的包, 那么会存在一个对应的路径 com/baidu/demo1 来存储代码.
4. 如果一个类没有 package 语句, 则该类被放到一个默认包中.

操作步骤
在 IDEA 中先新建一个包: 右键 src -> 新建 -> 包

在弹出的对话框中输入包名, 例如com.baidu.demo1

在包中创建类 右键包名-》新建-》类-》输入类名即可

然后右键类名打开文件位置就可以看到磁盘上的目录结构已经被 IDEA 自动创建出来了

同时我们也看到了, 在新创建的 Test.java 文件的最上方, 就出现了一个 package 语句

2.4包的访问权限控制举例

创建 Computer类位于com.baidu.demo1包中，TestComputer位置com.bit.demo2包中：

package com.baidu.demo1;
public class Computer {
    private String cpu; // cpu
    private String memory; // 内存
    public String screen; // 屏幕
    String brand; // 品牌
    public Computer(String brand, String cpu, String memory, String screen) {
        this.brand = brand;
        this.cpu = cpu;
        this.memory = memory;
        this.screen = screen;
    }
    public void Boot(){
        System.out.println("开机~~~");
    }
    public void PowerOff(){
        System.out.println("关机~~~");
    }
    public void SurfInternet(){
        System.out.println("上网~~~");
    }
}

package com.baidu.demo2;
import com.baidu.demo1.Computer;
public class TestCompuer {
    public static void main(String[] args) {
        Computer p = new Computer("HW", "i7", "8G", "13*14");
        System.out.println(p.screen);
        // System.out.println(p.cpu); // 报错：cup是私有的，不允许被其他类访问
        // System.out.println(p.brand); // 报错：brand是default，不允许被其他包中的类访问
    }
}
// 注意：如果去掉Computer类之前的public修饰符，代码也会编译失败

2.5常见的包

1. java.lang:系统常用基础类(String、Object),此包从JDK1.1后自动导入。
2. java.lang.reflect:java 反射编程包;
3. java.net:进行网络编程开发包。
4. java.sql:进行数据库开发的支持包。
5. java.util:是java提供的工具程序包。(集合类等) 非常重要
6. java.io:I/O编程开发包。