第14条：在公有类中使用访问方法而非直接使用公有域

最新推荐文章于 2022-12-01 01:37:15 发布

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本文探讨了在面向对象编程中，如何正确地通过访问方法和私有域来实现类的封装，避免数据暴露带来的问题，确保代码的灵活性和安全性。

术语：

退化类(degenerate classes)：退化类是对类成员的一种限制形式，只保留了数据域，类似于c语言里的结构体。是一种结构化的数据。

有时候，可能会编写民一些退货类，只是用来集中实例域。

// Degenerate classes like this should not be public!
class Point {
	public double x;
	public double y;
}

如上这样的类绝不应该声名为public，因为一旦声名为了public，这就变成了API的一部分，客户端可直接操作所有数据域。这些类没有提供封装的功能，如果不改变API，就无法改变它的数据表示法，也无法强加任何约束条件，当被访问的时候，无法采取任何辅助措施，这么多问题，归结原因就是因为如果类声名不当，那么可能会将整个数据域全部暴露给客户端，因此想要以另一种形式展现数据的时候就必须要更改API，而且任何对数据表现形式的改动都将涉及到很多兼容性问题，封闭不当造成的问题统统出现了。坚持面向对象的程序设计人员对这种类深恶痛绝，认为应该用包含私有域和公有访问方法的类来代替，对于可变类来说，应该用包含私有域和仅有设置方法的类代替，也就是应该数据，而提供getter和setter方法：

// Encapsulation of data by accessor methods and mutators
class Point {
	private double x;
	private double y;
	
	public Point(double x, double y) {
		this.x = x;
		this.y = y;
	}
	
	public double getX() { return x; }
	public double getY() { return y; }
	
	public void setX(double x) { this.x = x; }
	public void setY(double y) { this.y = y; }
}

很显然，当谈论到公有类的时候，坚持面向对象设计思想的看法是正确的：如果类可以在它所在的包的外部进行访问是，就提供访问方法，以保留将来改变该类内部表示法的灵活性。如果公有类暴露了它的数据域，要想在将来改变其内部表示法是不可能的，因为公有类的客户端代码已经遍布各处了。

然而，如果类是包级私有的，或者是私有的嵌套类，直接暴露它的数据域并没有什么本质的错误。这种方法比访问方法的做法更不会产生视觉混乱，无论是在类定义中，还是在使用该类的客户端代码中。虽然客户端代码与该类的内部表示法紧密相连，但是这些代码被限定在包含该类的包中。如果有必要，不改变包之外的任何代码而只改变内部的数据表示法也是可以的。在私有的嵌套类的情况下，改变以的作用范围又进一步限制在外围类中。这样问题变得更加不明显了。

如果域是不可改变的，那么让公有类直接暴露域的害处会比较小一点。但是，如果不改变类的API，就无法改变以这种类表示法，当域被读取的时候，也无法采取辅助的行动，因为客户端直接操纵了域，但是还是可以强加约束条件的。如下例：

// Public class with exposed immutable fields - questionable
public final class Time {
	private static final int HOURS_PER_DAY = 24;
	private static final int MINUTES_PER_HOUR = 60;
	
	public final int hour;
	public final int minute;
	
	public Time(int hour, int minute) {
		if (hour < 0 || hour >= HOURS_PER_DAY)
			throw new IllegalArgumentException("Hour: " + hour);
		if (minute < 0 || minute >= MINUTES_PER_HOUR)
			throw new IllegalArgumentException("Minute: " + minute);
		this.hour = hour;
		this.minute = minute;
	}
	// Remainder omitted
}

总之，公有类永远都不应该暴露可变的域，有时候会需要用包级私有的或者私有的嵌套类来暴露域，无论这个类的域是可变的还是不可变的。