Java中的封装和实体类(javabean)

原创于 2025-05-28 12:55:16 发布 · 1.6k 阅读

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#java #开发语言 #数据结构

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1. 封装的概念与设计规范

1.1 什么是封装？

定义：
封装是面向对象编程的三大特征（封装、继承、多态）之一，指将数据（属性）和操作数据的方法（行为）捆绑在一个对象中，并控制对内部数据的访问权限。
核心目标：
- 隐藏对象的内部实现细节。
- 通过公开的接口安全地访问和修改数据。

1.2 封装的设计规范

原则：合理隐藏，合理暴露！！！

隐藏：通过 private 修饰符限制对成员变量的直接访问。
暴露：通过 public 修饰的 getter 和 setter 方法提供安全的数据操作接口。

代码示例：

public class Student {
    // 隐藏成员变量（私有化）
    private String name;
    private int age;
    private double chinese;
    private double math;

    // 暴露方法（公共接口）
    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setAge(int age) {
        // 数据校验：保证赋值合法性
        if (age > 0 && age < 200) {
            this.age = age;
        } else {
            System.out.println("年龄数据非法！");
        }
    }

    public int getAge() {
        return age;
    }

    // 其他业务方法
    public void printTotalScore() {
        System.out.println(name + "的总分是：" + (chinese + math));
    }
}

1.3 如何控制成员的公开或隐藏？

修饰符	作用	适用范围
`private`	隐藏成员，仅本类内可直接访问	成员变量、方法、构造器
`public`	公开成员，所有地方均可访问	成员变量、方法、构造器

示例：

private int age;          // 隐藏变量，外部无法直接访问
public int getAge() {    // 公开方法，允许外部安全获取值
    return age;
}

1.4 封装的优势

数据安全性：

通过 setter 方法进行数据校验，避免非法赋值。

public void setAge(int age) {
    if (age < 0 || age > 150) {
        throw new IllegalArgumentException("年龄不合法！");
    }
    this.age = age;
}

代码可维护性：
- 内部实现细节修改不影响外部调用（如字段名变更、计算逻辑调整）。
接口统一性：
- 提供标准化的数据访问方式，便于扩展和协作。

1.5 实际开发规范

成员变量私有化：
- 所有成员变量默认使用 private 修饰，禁止直接通过对象访问。
提供公共访问方法：
- 通过 getXxx() 获取值，通过 setXxx() 修改值。
- 根据业务需求选择性暴露方法（例如只读属性不提供 setter）。
方法按需公开：
- 仅对外部需要调用的方法使用 public 修饰，内部辅助方法使用 private。

2. 实体类的定义与应用

2.1 什么是实体类？

定义：
实体类是一种特殊的 Java 类，其核心职责是存储数据。它通过私有化成员变量并提供公共的访问方法，将数据与业务逻辑分离。

特点：

成员变量私有化：
所有成员变量必须使用 private 修饰，禁止直接访问。
公共的 getter/setter 方法：
通过 public 方法控制对成员变量的读写。
无参构造器：
必须显式定义无参构造器（默认构造器可能因有参构造器的定义而失效）。
数据与业务分离：
实体类仅负责存储数据，业务处理由其他类完成。

示例：

public class Student {
    // 私有成员变量
    private String name;
    private double score;

    // 无参构造器（必须显式定义）
    public Student() {}

    // 有参构造器（可选）
    public Student(String name, double score) {
        this.name = name;
        this.score = score;
    }

    // getter/setter 方法
    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

    public double getScore() {
        return score;
    }

    public void setScore(double score) {
        this.score = score;
    }
}

2.2 实体类的应用场景

核心场景：

数据存储与业务处理分离：
实体类对象仅保存数据，业务逻辑由其他类（如服务类、操作类）实现。

示例：

public class StudentOperator {
    private Student student;

    public StudentOperator(Student student) {
        this.student = student;
    }

    // 业务方法：打印学生总分
    public void printTotalScore() {
        System.out.println("总分：" + student.getScore());
    }

    // 业务方法：判断是否及格
    public void checkPass() {
        if (student.getScore() >= 60) {
            System.out.println(student.getName() + "及格！");
        } else {
            System.out.println(student.getName() + "不及格！");
        }
    }
}

// 使用示例
Student stu = new Student("张三", 85.5);
StudentOperator operator = new StudentOperator(stu);
operator.printTotalScore(); // 输出：总分：85.5
operator.checkPass();       // 输出：张三及格！

2.3 实体类的设计规范

成员变量私有化：
- 所有字段使用 private 修饰，禁止直接通过对象访问。
提供公共访问方法：
- 为每个字段提供 public 的 getXxx() 和 setXxx() 方法。
显式定义无参构造器：
- 即使存在有参构造器，也必须手动添加无参构造器。

2.4 注意事项

框架依赖：
- 许多框架（如 Hibernate、Spring Data JPA）要求实体类必须有无参构造器。

Lombok 简化代码：

使用 @Data 注解（Lombok 库）可自动生成 getter/setter 和无参构造器。

import lombok.Data;

@Data
public class Student {
    private String name;
    private double score;
}

数据校验：

可在 setter 方法中加入数据校验逻辑，确保数据合法性。

public void setScore(double score) {
    if (score < 0 || score > 100) {
        throw new IllegalArgumentException("分数必须在 0-100 之间！");
    }
    this.score = score;
}