初始java~类和对象(3)-封装

本文详细讲解了Java中的封装概念,如何通过访问限定符如private保护内部数据,以及如何使用getter和setter方法进行数据访问控制。此外,介绍了包的概念、导入包的方式,自定义包的规则,以及包在访问权限控制中的应用实例。

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封装

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

封装是一个比较抽象的,就好像是将复杂的东西隐藏起来,用一些简单的表达把他表达出来

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
在这里插入图片描述
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

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
在这里插入图片描述
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
注意:
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

class Person {
    private String name;
    private int age;
  	public void eat() {
        System.out.println("吃饭!");
    }
    public void show() {
     System.out.println(name+" "+age);
    }
    }
}

在这里插入图片描述

在这里插入图片描述
在同一个包中,上面的类是class Person类Test3类中 new了他之后调用其中被private修饰的name报错了(说明受到了限制),而在Person类中new了他之后调用其中被private修饰的name可以进行赋值

在这里name通过private将name的访问权限变小了。(private修饰的类、属性、方法,只能自己使用,别的类是不能访问的,也就是说对于别的类来说是隐藏不可见的,private一般不修饰类,但是可以修饰内部类。)

对于private限定的值在其他类怎么使用(get变量名()/set变量名())

class Person {
    private String name;

    private int age;

    public static void main(String[] args) {
        Person person = new Person();
        person.name="张三";
    }
    public String getName() {
        return name;
    }
    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }
    public int getAge() {
        return age;
    }
    public void setAge(int age) {
        this.age = age;
    }
    }
    public class Test3 {
    
    public static void main(String[] args) {
        Person person = new Person();
        person.setName("张三");
        System.out.println(person.getName());
        person.setAge(20);
        System.out.println(person.getAge());


    }
    }

输出结果
在这里插入图片描述

我们通过get变量名()/set变量名()将自己想要的值输出和输入。

在Idea中的快捷方式
在这里插入图片描述
拿一个例子来表明一下public、private和default(默认值)

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类中访问,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。

3. 封装扩展之包

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。
在这里插入图片描述
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. 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(这时候导入包的概念), 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: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.如果没有静态导入的方式就要写成下面的形式
		// double result = Math.sqrt(Math.pow(x, 2) + Math.pow(y, 2));
		//导入之后
		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

3. 自定义包

基本规则

  • 在文件的最上方加上一个 package 语句指定该代码在哪个包中。
  • 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.bit.demo1 )。
  • 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/bit/demo1 来存储代码。
  • 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

  1. 在 IDEA 中先新建一个包: 右键 src -> 新建 -> 包
    在这里插入图片描述

  2. 在弹出的对话框中输入包名, 例如 com.bit.demo1
    在这里插入图片描述

  3. 在包中创建类, 右键包名 -> 新建 -> 类, 然后输入类名即可。
    在这里插入图片描述

  4. 此时可以看到我们的磁盘上的目录结构已经被 IDEA 自动创建出来了
    在这里插入图片描述

  5. 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
    在这里插入图片描述

4. 包的访问权限控制举例

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

package com.bit.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.bite.demo2;
import com.bite.demo1.Computer;
public class TestComputer {
	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

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。
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