【Java SE】封装的详解(上)

简介: 如果把封装的概念放在语言中,那就是:将数据和操作数据的方法进行结合,隐藏对象的属性,和实现细节,仅仅对外公开接口来和对象进行交互。

1、封装

1.1 什么是封装?

不知道小伙伴对冰箱有没有观察过,市面上大多数的冰箱他们的嵌入式主板,芯片,制冷装置,以及内部电线,应该都没有暴露在我们的视野中,但是他们给我们提供了一些对外可见的接口,比如,插电头,你插上就有电了, 再比如给我们提供了冰箱门上的按钮,你需要操作这几个按钮或者显示屏就能让冰箱帮你干活,那他的地层一些制冷的装置,以及一些功能的机制实现我们都不了解,也从表面上看不到,但是我们却可以通过他们提供的接口去使用,简而言之这就是封装!

如果把封装的概念放在语言中,那就是:将数据和操作数据的方法进行结合,隐藏对象的属性,和实现细节,仅仅对外公开接口来和对象进行交互。

2.2 访问权限

记得之前,写方法写任何东西,我都是写的 public 为什么呢?也浅提了一个,这个是访问权限限定符,既然是封装,就需要限制外部对类或类的属性设置访问权限,在Java中,主要是通过类和访问权限来实现封装, 类可以将数据及实现数据的方法结合在一起,而访问权限用来控制方法或字段能否直接在类外使用,在Java中,一共提供了四种访问限定符:


private:只允许在同一个包中和同一个类中访问,其他地方均不能访问

默认:只允许在同一个包中任意位置访问,不同的包,其他地方均不能访问(什么都不写就是默认)

portected: 主要用在继承当中,我们下期讲解

public:任意地方都能访问

注意:修饰符除了限定类中的成员,也能限制类的可见性,本期没有讲到的范围,后续会讲到

2.3 private 简单使用

class Student {
    //成员变量【属性】
    private String name; //姓名
    private int age; //年龄
    private float score; //分数
    //构造方法
    public Student() {}
    public Student(String name, int age, float score) {
        this.name = name;
        this.age = age;
        this.score = score;
    }
    //成员方法【行为】
    public void studentScores() {
        System.out.println(this.name + "考了" + this.score + "分");
    }
}
public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        Student student = new Student("张三", 20, 59.9f);
        //这里我将成员变量的访问限定符设置为了 private 代表只能在同一个类中访问
        //student.name = "张三" //error -> 不同类中不能访问
        //student.age = 20; //error -> 不同类中不能访问
        //System.out.println(student.name); //error -> 不同类中不能访问
        student.studentScores(); //yes -> 因为这个类成员方法访问限定符是 public
    }
}

这里我们可以简单来看一下 Student 这个类(同一份Java文件,只能有一个被public修饰的类),首先我们把成员变量都设置成的 private 属性,也就代表着,这些成员变量只能在 Student 这个类的内部访问,所以我们下边 Test 类就不能直接通过对象访问他们了,但是可以通过对象访问 studentScores 成员方法,因为他是被 public 修饰的!一般我们会将成员变量设置为 private,成员方法设置成 public。

后面我们在讲完包之后,会介绍默认修饰符,也就是什么都不加的情况。

2、封装之包的概念

2.1 什么是包?

女孩子们喜欢买各种包包,主要是背着好看,但是计算机中包可不是这样的,我们可以把文件夹当成一个包,文件夹是用来干嘛的?主要是为了更方便的管理,所以面向对象的体系中,提出了一个软件包的概念,也就是为了更好的管理类,把多个类收集到一起成为一组,成为软件包。

在Java中,也引入了包,包是对类,结构等封装机制的体现,可以更好组织类和接口等,如果一个包中的类,不想被其他包使用,就修改包中类的权限限定符,同时如果你有相同的类名,你只需要让他们俩处在不同的包里即可!

2.2 如何导入包中的类?

记得之前我们了解过输入方法,当我们创建了一个输入对象,编译器则会在最顶部给我们添加一行 import java.util.Scanner; 那如果我们没有这个 import 语句我们要如何用 Scanner 类中的方法呢?

2.2.1 使用完整类名

这里我们用一个我们之前没见过的类,我现在要获取一个时间戳,已知 java.util 包中里面 Date类里面有一个 getTime(); 方法可以获取时间戳,假设我们现在不知道 import 语句,也没有添加 import 语句,该如何做到获取时间戳呢?

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        java.util.Date data = new java.util.Date();
        System.out.println(data.getTime()); //得到一个毫秒级时间戳并打印
    }
}

我们是不是应该这么写,首先我们需要用 Date 类来实例化一个对象,而这个类在 java.util 这个包中,所以我们要通过这个包找到这个类,进行实例化,实例化哪个类呢?还是要通过这个包,里面的类来实例化,最后通过对象来访问类中对应的成员方法进行获取时间戳,并打印!

2.2.2 使用 import 导入包

这样写是不是好麻烦,有那么多重复的地方,所以这里就可以使用 import 语句来导入包,所以当我们需要使用 java.util.Date 类里面方法的时候,我们只需要在类的前面 imprt java.util.Date,导入了这个包即可:

import java.util.Date;
public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        Date data = new Date();
        System.out.println(data.getTime()); //得到一个毫秒级时间戳并打印
    }
}

那如果你还要使用 java.util 里面的其他类呢?其实有一个方法可以不需要一个个导入,直接写成: import java.util.* 只要是 util 里面的公开的类你都可以像上面一样使用,但是我们更推荐显示式的指定要导入的类名,否则容易出现冲突的情况:

2.2.3 使用* 发现冲突的情况

import java.util.*
import java.sql.*
public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        Date data = new Date();
        System.out.println(data.getTime()); //得到一个毫秒级时间戳并打印
    }
}

如上代码会报错,也就是出现冲突,因为 java.sql 和 java.util 这两个包中都有 Date 类,编译器也无法识别你需要使用哪个类,所以在这种情况下,我们就需要使用完整的类名:

java.util.Date date = new java.util.Date();

2.2.4 使用 import static 导入静态的方法和字段

至于静态的方法和字段这个我们后面会讲解,这里主要先看下怎么使用,等学了后面内容你就明白了:

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);
    }
}

这样就可以直接使用方法名了,不需要加类名,但这里必须是静态的方法或者成员才可以,后面会讲到,我们这样用的情况不是很多。

注意: import 跟 C/C++ 的 include 是不一样的,他们差别很大,#include在编译会展开头文件,是来引用其他文件内容,而Java不需要,import只是为了写代码更方便,更类似于C++ 的 namespace 和 using

2.3 自定义包

自定义包也就是我们用户自己建一个包,在IEDA下可以通过右键 src->New->Package 文件的最上方需要加上 package 包名; 来指定该代码在哪个保重,但IDEA编译器会自动帮我们加上,如果你创建的包名叫做 com.lqg.demo,那么则会存在一个对应的路径 com/lqg/demo 来存储代码,要是类中没有 package语句,则表明该类被放在一个默认包中,IDEA对应是 src

有了上面的一些包的学习,相信你们以及能理解 默认 访问限定符的作用了,下来你可以自己建一个包,然后写一个类,类的修饰符是默认,再去另一个包中就会发现无法使用这个类了,这里就教给大家下去自行学习。

这里介绍以下 java.util 包,他是java提供的工具程序包,(集合类等),在后续的学习中我们会接触到更多,还有其他的包,随着我们学习的深入慢慢了解。

3、static修饰符

3.1 为什么需要 static 修饰成员?

这里我们来回顾下之前写过的 Student 类,假设我们有三个学生,对应着三个对象,假设这三个学生为张三,李四,王五, 而他们又是同班同学,那我现在需要给类中加一个教室信息,是直接添加一个教室成员变量吗?在之前的类中,每个对象都会包含一份成员变量,称之为实例变量,但是这次我们要添加的教室属性,并不属于某个对象啊,他是属于所有学生对象共享的!所以在Java中,static 的出现,就是说,被 static 修饰的成员,称之为静态成员,也可也成为类成员,不属于某个具体的对象,所有对象都能共享!

3.2 static 修饰成员变量

这里我们就来给学生类添加一个 static 成员变量,也就是静态成员变量 -> classRoom;

public class Student {
    //这里表示 name age 成员变量只能在 Student 类中访问
    private String name; 
    private int age;
    public static String classRoom = "八年级二班"; //静态成员变量
    public static void main(String[] args) {
        Student stu1 = new Student();
        Student stu2 = new Student();
        //静态的不依赖于对象!
        System.out.println(Student.classRoom); //可以直接通过类名访问
        System.out.println(stu1.classRoom); //也可也通过对象访问,但不推荐
        System.out.println(stu2.classRoom); //也可也通过对象访问,但不推荐
    }
}

注意:

static 修饰的成员变量,不属于某个具体的对象,不存储在某个具体对象的空间中,静态成员变量存储在方法区中,生命周期伴随类的一生,即随类的加载而创建,类的销毁而销毁,他既可以通过类名访问,也可也通过对象访问,但更推荐类名访问方式!

相关文章
|
2月前
|
安全 Java 编译器
Java的封装详解
封装和多态是面向对象编程(OOP)的重要概念。封装通过私有属性和公共方法实现数据隐藏和保护,使类的内部细节对外部不可见;多态则通过方法重载和重写实现同一方法在不同对象上的不同表现形式,增强了代码的灵活性和可维护性。两者结合使用,可以使Java程序更加安全、灵活且易于维护。
|
2月前
|
Java
Java的封装详解
封装是Java中实现数据隐藏和保护的核心机制。它通过将对象的状态和行为结合并限制外部直接访问,确保类的内部细节对外不可见,仅能通过公共方法访问和修改对象状态。封装带来了数据隐藏、提高代码可维护性和增强安全性等好处。在Java中,封装主要通过将属性设为私有并提供getter和setter方法来实现。这种方式不仅保护了数据完整性,还允许在修改类内部实现时不影响外部代码,从而提升程序的健壮性和可读性。
|
2月前
|
Java 编译器
封装,继承,多态【Java面向对象知识回顾①】
本文回顾了Java面向对象编程的三大特性:封装、继承和多态。封装通过将数据和方法结合在类中并隐藏实现细节来保护对象状态,继承允许新类扩展现有类的功能,而多态则允许对象在不同情况下表现出不同的行为,这些特性共同提高了代码的复用性、扩展性和灵活性。
封装,继承,多态【Java面向对象知识回顾①】
|
2月前
|
SQL Java 编译器
Java——类与对象(封装)
封装是面向对象编程中的概念,指将数据(属性)和相关操作(方法)组合成独立单元(类),使外部无法直接访问对象的内部状态,只能通过提供的方法进行交互,从而保护数据安全。例如,手机将各种组件封装起来,只暴露必要的接口供外部使用。实现封装时,使用`private`关键字修饰成员变量,并提供`get`和`set`方法进行访问和修改。此外,介绍了包的概念、导入包的方式及其注意事项,以及`static`关键字的使用,包括静态变量和方法的初始化与代码块的加载顺序。
41 10
Java——类与对象(封装)
|
2月前
|
安全 Java 数据安全/隐私保护
Java 封装怎么理解
封装是Java中的一种重要机制,它将对象的状态(数据)和行为(方法)打包在一起并控制外部访问权限,以保护数据不被随意修改。封装的主要目的包括数据保护、接口设计和增强模块性。通过使用`private`、`protected`及`public`等访问控制修饰符,结合getter和setter方法,可以有效隐藏对象内部实现细节。下面是一个简单的`BankAccount`类示例,展示了如何通过封装保护类的内部状态,确保数据安全和一致性,简化类的使用。理解封装有助于编写高质量代码和设计优秀程序架构。
|
2月前
|
Java 数据安全/隐私保护
Java 封装详解
在 Java 中,封装是面向对象编程的关键特性,通过将对象的状态(数据)和行为(方法)结合并利用访问控制保护数据,防止外部随意访问和修改。主要特点包括访问控制(如 `private` 和 `protected`)、数据隐藏及方法暴露(如 getter 和 setter)。封装的优点在于保护数据、隐藏实现细节、易于维护以及提高代码可读性。下面是一个简单的 `Person` 类封装示例,展示了如何通过 getter 和 setter 控制对类内部状态的访问,并进行合法性检查。总结而言,封装有助于构建清晰、易用且可维护的代码结构,是编写高质量 Java 程序的重要原则。
|
2月前
|
安全 Java 开发者
Java修饰符与封装:理解访问权限、行为控制与数据隐藏的重要性
Java中的修饰符和封装概念是构建健壯、易维护和扩展的Java应用程序的基石。通过合理利用访问权限修饰符和非访问修饰符,开发者能够设计出更加安全、灵活且高效的代码结构。封装不仅是面向对象编程的核心原则之一,也是提高软件项目质量和可维护性的关键策略。
16 1
|
2月前
|
Oracle Java 关系型数据库
Java(TM) Platform SE binary 已停止工作”的解决方法
Java(TM) Platform SE binary 已停止工作”的解决方法
188 2
|
3月前
|
安全 Java
Java基础面试十四】、 封装的目的是什么,为什么要有封装?
这篇文章讨论了封装在面向对象编程中的目的,强调封装可以隐藏类的实现细节,通过方法控制对数据的访问,保证数据完整性,并提高代码的可维护性。
Java基础面试十四】、 封装的目的是什么,为什么要有封装?
|
3月前
|
缓存 前端开发 Java
【前端学java】java基础巩固复习巩固语法练习-工具类的封装(14)
【8月更文挑战第10天】java基础巩固,工具类的封装
26 1
【前端学java】java基础巩固复习巩固语法练习-工具类的封装(14)