Effective Java 第三版——16. 在公共类中使用访问方法而不是公共属性

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《Effective Java, Third Edition》一书英文版已经出版，这本书的第二版想必很多人都读过，号称Java四大名著之一，不过第二版2009年出版，到现在已经将近8年的时间，但随着Java 6，7，8，甚至9的发布，Java语言发生了深刻的变化。
在这里第一时间翻译成中文版。供大家学习分享之用。
书中的源代码地址：https://github.com/jbloch/effective-java-3e-source-code
注意，书中的有些代码里方法是基于Java 9 API中的，所以JDK 最好下载 JDK 9以上的版本。但是Java 9 只是一个过渡版本，所以建议安装JDK 10。

Effective Java, Third Edition

16. 在公共类中使用访问方法而不是公共属性

有时候，你可能会试图写一些退化的类（degenerate classes），除了集中实例属性之外别无用处：

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

由于这些类的数据属性可以直接被访问，因此这些类不提供封装的好处（条目 15）。 如果不更改API，则无法更改其表示形式，无法强制执行不变量，并且在访问属性时无法执行辅助操作。 坚持面向对象的程序员觉得这样的类是厌恶的，应该被具有私有属性和公共访问方法的类（getter）所取代，而对于可变类来说，它们应该被替换为setter设值方法：

// 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; }

}

当然，对于公共类来说，坚持面向对象是正确的：如果一个类在其包之外是可访问的，则提供访问方法来保留更改类内部表示的灵活性。如果一个公共类暴露其数据属性，那么以后更改其表示形式基本上没有可能，因为客户端代码可以散布在很多地方。

但是，如果一个类是包级私有的，或者是一个私有的内部类，那么暴露它的数据属性就没有什么本质上的错误——假设它们提供足够描述该类提供的抽象。在类定义和使用它的客户端代码中，这种方法比访问方法产生更少的视觉混乱。 虽然客户端代码绑定到类的内部表示，但是这些代码仅限于包含该类的包。 如果类的内部表示是可取的，可以在不触碰包外的任何代码的情况下进行更改。 在私有内部类的情况下，更改作用范围进一步限制在封闭类中。

Java平台类库中的几个类违反了公共类不应直接暴露属性的建议。 着名的例子包括java.awt包中的Point和Dimension类。 这些类别应该被视为警示性的示例，而不是模仿的例子。 如条目 67所述，暴露Dimension的内部结构的决定是一个严重的性能问题，这个问题在今天仍然存在。

虽然公共类直接暴露属性并不是一个好主意，但是如果属性是不可变的，那么危害就不那么大了。当一个属性是只读的时候，除了更改类的API外，你不能改变类的内部表示形式，也不能采取一些辅助的行为，但是可以加强不变性。例如，下面的例子中保证每个实例表示一个有效的时间：

// 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("Min: " + minute);
        this.hour = hour;
        this.minute = minute;
    }

    ... // Remainder omitted
}

总之，公共类不应该暴露可变属性。 公共累暴露不可变属性的危害虽然仍然存在问题，但其危害较小。 然而，有时需要包级私有或私有内部类来暴露属性，无论此类是否是可变的。