Java 之路 (六) -- 访问权限控制（Package、Public、protected、friendly、private）

这一章内容比较少，也比较基础。

不多废话，下面开始这一章的学习吧。

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学习内容

• 包 package
• 访问权限 public、protected、默认、private

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1. Package

(1) 原因：为了更好的组织类，Java 提供了包机制，用来区别类名的命名空间。

(2) 包的作用：

1. 利用操作系统的层次化的文件结构，将特定包的 .class 文件都置于一个目录下。
   
   1. 包创建了新的命名空间，解决命名冲突问题。
   2. 便于查找目录结构中的类
   3. 将 package 分解为机器上的某个目录，当 Java 程序运行需要加载 .class 文件的时候，可以确定 .class 文件再目录上所处的位置。
2. 将构件捆绑到一个内聚的类库单元。
3. 限定了访问权限，访问权限修饰词得以起到作用。

(3) 代码组织

• 编写 Java 源代码文件时，此文件被称为编译/转译单元。每个编译单元都必须有一个后缀名 .java ，而在编译单元内则必须有且仅有一个 public 类，名称与文件名称一致(不包括后缀 .java)。该编译单元里的其他非 public 类通常用来为 public 类提供支持。
• 编译 .java 文件时，其中的每个类都会有一个输出文件，名称与类的名称相同，附加后缀 .class，因此少量 .java 文件编译会得到大量 .class 文件。Java 的程序是一组可以打包并压缩为一个 JAR 的 .class 文件。Java 解释器负责这些文件的查找、装载和解释。
• 类库实际上述一组类文件。其中每个文件都有一个 public 类，以及任意数量的非 public 类。因此每个文件都有一个构件。通过 package 关键字，使得这些构建从属于同一个群组。

(4) 包的使用

• 声明所属包 – package 语句必须是文件的第一行非注释程序代码

  //格式如下：
  package pkg1[.pkg2[.pkg3...]];
  
  // eg.
  // 声明 Book 类位于 com.whdalive.simple 这个包下
  package com.whdalive.simple;
  public class Book{
    public void show(){
        //...
    }
  }

• 导入 – import 关键词，仅仅位于 package 语句之后

  • 只有导入相关包/类之后，才能访问其中的方法/类（视访问权限而定）

  //格式如下
  package pkg..;
  import pkg1[[.pkg2[.pkg3...]]];
  
  // eg.
  package com.example;
  import java.util.ArrayList;// 导入了 java.util.ArrayList 这个类
  // 也可以写成这样：
  import java.util.*; // 导入整个 java.util 包，自然包括 ArrayList 这个类。
  public class ExampleImport{
    ArrayList list = new ArrayList();
  }
  

(5) Java 解释器的运行过程

首先解释一下 Java 解释器的概念：

解释器是Java虚拟机非常重要的一部分，它的工作就是把字节码转化为机器码并在特定的平台进行运行

1. 找出环境变量 CLASSPATH（可以通过操作系统设置，也可不用设置，一般编译环境会为你设置）CLASSPATH 包含一个或多个目录，用来查找.class文件的根目录。
2. 需要从根目录进行查询，解释器获取包的名称，将点号替换为反斜杠，具体哪种反斜杠视操作系统而定。
3. 将得到的路径与 CLASSPATH 中的各个不同的项相连接，解释器就在这些目录中查找与你创建的类名称相关的 .class 文件。

(6) 包的实际用处 - 我们通过使用包来干些什么？

• 定制我们自己的工具包 – 将重复使用的工具类打包在一起，简化开发
• 内聚功能模块 – 将同一个功能模块的类打包在一起，同样是为了简化开发。
• …

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2. Java 访问权限

关于继承，在下一章会介绍。

(1) 四种访问权限：

• public：接口访问权限。Java语言中访问限制最宽的修饰符。被其修饰的类、属性以及方法不仅可以跨类访问，而且允许跨包访问。
• protected：继承访问权限。介于public 和 private 之间的一种访问修饰符。被其修饰的属性以及方法只能被类本身的方法及子类访问，即使子类在不同的包中也可以访问。
• 默认：包访问权限。即不加任何访问修饰符。该模式下，只允许在同一个包中进行访问。
• private：私有访问权限。Java语言中对访问权限限制的最窄的修饰符，一般称之为“私有的”。被其修饰的属性以及方法只能被该类的对象访问，其子类不能访问，更不能允许跨包访问。

注意：关于 protected 允许子类访问这一点

子类可以直接访问父类 protected 的属性/方法，但是不能通过父类的实例对象来访问父类的属性/方法。

实际上可以理解为 子类继承了父类的 protected 方法，与其说”父类的 protected 方法被子类访问”，不如说”子类访问了 从父类那里继承而来的 protected 方法”。通过继承，子类也拥有了该 protected 方法，所以变相就是子类访问了”自己的方法”。

结论：

权限	类内	同包	不同包子类	不同包非子类
private	√	×	×	×
默认	√	√	×	×
protected	√	√	√	×
public	√	√	√	√

(2) 封装

• 指将数据和方法包装进类里，以及具体实现的隐藏(也称就是 访问权限的控制)。

(3) 访问权限控制将权限的边界划在数据类型的内部，两个原因:

1. 设定客户端程序员可以使用和不可以使用的界限。

   说白了就是使用户不要触碰那些他们不该触碰的部分，只提供给他们能实现的功能，而非实现细节。

2. 将接口和具体实现进行分离。

   类库设计者设计一个功能模块，在底层进行实现，而只对客户端程序员暴露出接口，客户端程序员通过调用该接口即可使用该功能。

   严格将接口和实现进行分离后，类库设计者就可以随意更改类的内部工作方式（出于某种目的，比如提高效率），而不影响客户端程序员的使用，实现方式改变，但接口不变。

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总结

这一章内容很少，大体上就是类和类库的关系，其中有两点：

1. 类如何打包到类库中，结构如何
2. 如何控制访问的权限

基本就是些概念的东西，但是如何在实际中有良好的使用才是关键所在。

本章结束，共勉。