面向对象编程（基础）9：封装性(encapsulation)
目录
9.1 为什么需要封装？
而“高内聚，低耦合”的体现之一：
9.2 何为封装性？
9.3 Java如何实现数据封装
9.4 封装性的体现
9.4.1 成员变量/属性私有化
实现步骤：
成员变量封装的好处：
9.4.2 私有化方法
9.5 练习
练习1：
练习2：
9.1 为什么需要封装？
- 我要用洗衣机，只需要按一下开关和洗涤模式就可以了。有必要了解洗衣机内部的结构吗？有必要碰电动机吗？
- 我要开车，我不需要懂离合、油门、制动等原理和维修也可以驾驶。
- 客观世界里每一个事物的内部信息都隐藏在其内部，外界无法直接操作和修改，只能通过指定的方式进行访问和修改。
随着我们系统越来越复杂，类会越来越多，那么类之间的访问边界必须把握好，面向对象的开发原则要遵循“高内聚、低耦合”。
高内聚、低耦合是软件工程中的概念，也是UNIX 操作系统设计的经典原则。
内聚，指一个模块内各个元素彼此结合的紧密程度；耦合指一个软件结构内不同模块之间互连程度的度量。内聚意味着重用和独立，耦合意味着多米诺效应牵一发动全身。
而“高内聚，低耦合”的体现之一：
高内聚：类的内部数据操作细节自己完成，不允许外部干涉；低耦合：仅暴露少量的方法给外部使用，尽量方便外部调用。
9.2 何为封装性？
所谓封装，就是把客观事物封装成抽象概念的类，并且类可以把自己的数据和方法只向可信的类或者对象开放，向没必要开放的类或者对象隐藏信息。
通俗的讲，把该隐藏的隐藏起来，该暴露的暴露出来。这就是封装性的设计思想。
9.3 Java如何实现数据封装
-
实现封装就是控制类或成员的可见性范围。这就需要依赖访问控制修饰符，也称为权限修饰符来控制。
-
权限修饰符：
public、protected、缺省、private。具体访问范围如下：
| 修饰符 | 本类内部 | 本包内 | 其他包的子类 | 其他包非子类 |
|---|---|---|---|---|
| private | √ | × | × | × |
| 缺省 | √ | √ | × | × |
| protected | √ | √ | √ | × |
| public | √ | √ | √ | √ |
- 具体修饰的结构：
- 外部类：public、缺省
- 成员变量、成员方法、构造器、成员内部类：public、protected、缺省、private
9.4 封装性的体现
9.4.1 成员变量/属性私有化
概述：私有化类的成员变量，提供公共的get和set方法，对外暴露获取和修改属性的功能。
实现步骤：
① 使用 private 修饰成员变量
private 数据类型 变量名 ；
代码如下：
public class Person {
private String name;
private int age;
private boolean marry;
}
② 提供 getXxx方法 / setXxx 方法，可以访问成员变量，代码如下：
public class Person {
private String name;
private int age;
private boolean marry;
public void setName(String n) {
name = n;
}
public String getName() {
return name;
}
public void setAge(int a) {
age = a;
}
public int getAge() {
return age;
}
public void setMarry(boolean m){
marry = m;
}
public boolean isMarry(){
return marry;
}
}
③ 测试：
public class PersonTest {
public static void main(String[] args) {
Person p = new Person();
//实例变量私有化，跨类是无法直接使用的
/* p.name = "张三";
p.age = 23;
p.marry = true;*/
p.setName("张三");
System.out.println("p.name = " + p.getName());
p.setAge(23);
System.out.println("p.age = " + p.getAge());
p.setMarry(true);
System.out.println("p.marry = " + p.isMarry());
}
}
成员变量封装的好处：
- 让使用者只能通过事先预定的方法来
访问数据，从而可以在该方法里面加入控制逻辑，限制对成员变量的不合理访问。还可以进行数据检查，从而有利于保证对象信息的完整性。 便于修改，提高代码的可维护性。主要说的是隐藏的部分，在内部修改了，如果其对外可以的访问方式不变的话，外部根本感觉不到它的修改。例如：Java8->Java9，String从char[]转为byte[]内部实现，而对外的方法不变，我们使用者根本感觉不到它内部的修改。
开心一笑：
A man and woman are in a computer programming lecture. The man touches the woman's breasts.
"Hey!" she says. "Those are private!"
The man says, "But we're in the same class!"
9.4.2 私有化方法
/**
*
* @Description 自定义的操作数组的工具类
* @author 尚硅谷-宋红康 Email:[email protected]
* @version
*
*/
public class ArrayUtil {
/**
*
* @Description 求int型数组的最大值
* @author 尚硅谷-宋红康
* @param arr
* @return
*/
public int max(int[] arr) {
int maxValue = arr[0];
for(int i = 1;i < arr.length;i++){
if(maxValue < arr[i]){
maxValue = arr[i];
}
}
return maxValue;
}
/**
*
* @Description 求int型数组的最小值
* @author 尚硅谷-宋红康
* @param arr
* @return
*/
public int min(int[] arr){
int minValue = arr[0];
for(int i = 1;i < arr.length;i++){
if(minValue > arr[i]){
minValue = arr[i];
}
}
return minValue;
}
/**
*
* @Description 求int型数组的总和
* @author 尚硅谷-宋红康
* @param arr
* @return
*/
public int sum(int[] arr) {
int sum = 0;
for(int i = 0;i < arr.length;i++){
sum += arr[i];
}
return sum;
}
/**
*
* @Description 求int型数组的元素的平均值
* @author 尚硅谷-宋红康
* @param arr
* @return
*/
public int avg(int[] arr) {
int sumValue = sum(arr);
return sumValue / arr.length;
}
// 创建一系列重载的上述方法
// public double max(double[] arr){}
// public float max(float[] arr){}
// public byte max(byte[] arr){}
/**
*
* @Description 遍历数组
* @author 尚硅谷-宋红康
* @param arr
*/
public void print(int[] arr) {
for(int i = 0;i < arr.length;i++){
System.out.print(arr[i] + " ");
}
System.out.println();
}
/**
*
* @Description 复制数组arr
* @author 尚硅谷-宋红康
* @param arr
* @return
*/
public int[] copy(int[] arr) {
int[] arr1 = new int[arr.length];
for(int i = 0;i < arr.length;i++){
arr1[i] = arr[i];
}
return arr1;
}
/**
*
* @Description 反转数组
* @author 尚硅谷-宋红康
* @param arr
*/
public void reverse(int[] arr) {
for(int i = 0,j = arr.length - 1;i < j;i++,j--){
int temp = arr[i];
arr[i] = arr[j];
arr[j] = temp;
}
}
/**
*
* @Description 数组的排序
* @author 尚硅谷-宋红康
* @param arr
* @param desc 指明排序的方式。 ascend:升序 descend:降序
*/
public void sort(int[] arr,String desc) {
if("ascend".equals(desc)){//if(desc.equals("ascend")){
for (int i = 0; i < arr.length - 1; i++) {
for (int j = 0; j < arr.length - 1 - i; j++) {
if (arr[j] > arr[j + 1]) {
// int temp = arr[j];
// arr[j] = arr[j + 1];
// arr[j + 1] = temp;
swap(arr,j,j+1);
}
}
}
}else if ("descend".equals(desc)){
for (int i = 0; i < arr.length - 1; i++) {
for (int j = 0; j < arr.length - 1 - i; j++) {
if (arr[j] < arr[j + 1]) {
// int temp = arr[j];
// arr[j] = arr[j + 1];
// arr[j + 1] = temp;
swap(arr,j,j+1);
}
}
}
}else{
System.out.println("您输入的排序方式有误！");
}
}
private void swap(int[] arr,int i,int j){
int temp = arr[i];
arr[i] = arr[j];
arr[j] = temp;
}
/**
*
* @Description 查找指定的value值在arr数组中出现的位置
* @author 尚硅谷-宋红康
* @param arr
* @param value
* @return 返回value值出现的位置 或 -1：未找到
*/
public int getValue(int[] arr, int value) {
//方法：线性查找
for(int i = 0;i < arr.length;i++){
if(value == arr[i]){
return i;
}
}
return - 1;
}
}
注意：
开发中，一般成员实例变量都习惯使用private修饰，再提供相应的public权限的get/set方法访问。
对于final的实例变量，不提供set()方法。（后面final关键字的时候讲）
对于static final的成员变量，习惯上使用public修饰。
9.5 练习
练习1：
创建程序：在其中定义两个类：Person和PersonTest类。定义如下：
用setAge()设置人的合法年龄(0~130)，用getAge()返回人的年龄。在PersonTest类中实例化Person类的对象b，调用setAge()和getAge()方法，体会Java的封装性。
练习2：
自定义图书类。设定属性包括：书名bookName，作者author，出版社名publisher，价格price；方法包括：相应属性的get/set方法，图书信息介绍等。