【JAVASE】封装

⭐ 作者：小胡_不糊涂
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1. 什么是封装

面向对象程序三大特性： 封装、继承、多态。
而类和对象阶段，主要研究的就是封装特性。何为封装呢？简单来说就是套壳屏蔽细节。

封装从语法上来说就是被private修饰的成员变量或者成员方法，只能在当前类当中使用

比如：对于电脑这样一个复杂的设备，提供给用户的就只是：开关机、通过键盘输入，显示器，USB插孔等，让用户来和计算机进行交互，完成日常事务。但实际上：电脑真正工作的却是CPU、显卡、内存等一些硬件元件。

对于计算机使用者而言，不用关心内部核心部件，用户只需要知道，怎么开机、怎么通过键盘和鼠标与计算机进行交互即可。
因此计算机厂商在出厂时，在外部套上壳子，将内部实现细节隐藏起来，仅仅对外提供开关机、鼠标以及键盘插孔等，让用户可以与计算机进行交互即可。

封装： 将数据和操作数据的方法进行有机结合，隐藏对象的属性和实现细节，仅对外公开接口来和对象进行交互。

2. 访问限定符

Java中主要通过类和访问权限来实现封装：类可以将数据以及封装数据的方法结合在一起，更符合人类对事物的认知，而访问权限用来控制方法或者字段能否直接在类外使用。

Java中提供了四种访问限定符：

范围	private	default	protected	public
同一包的同一类	√	√	√	√
同一包的不同类		√	√	√
不同包中的子类			√	√
不同包中的非子类				√

比如：
public：可以理解为一个人的外貌特征，谁都可以看得到
default：对于自己家族中(同一个包中)不是什么秘密，对于其他人来说就是隐私了
private：只有自己知道，其他人都不知道

【说明】

• protected主要是用在继承中
• default权限指：什么都不写时的默认权限
• 访问权限除了可以限定类中成员的可见性，也可以控制类的可见性

实例：创建连两个类

//代码一:
public class Computer {

        private String cpu; // cpu
        private String memory; // 内存
        public String screen; // 屏幕
        String brand; // 品牌---->default属性

        public Computer(String brand, String cpu, String memory, String screen) {
            this.brand = brand;
            this.cpu = cpu;
            this.memory = memory;
            this.screen = screen;
        }

    public void Boot(){
        System.out.println("开机~~~");
    }
    public void PowerOff(){
        System.out.println("关机~~~");
    }
    public void SurfInternet(){
        System.out.println("上网~~~");
    }
}

//代码二：
public class TestComputer {
        public static void main(String[] args) {
            Computer p = new Computer("HW", "i7", "8G", "13*14");
            System.out.println(p.brand); // default属性：只能被本包中类访问
            System.out.println(p.screen); // public属性： 可以任何其他类访问
            //System.out.println(p.cpu); // private属性：只能在Computer类中访问，不能被其他类访问
            p.Boot();
            p.PowerOff();
            p.SurfInternet();
        }
    }

运行结果：

注释掉System.out.println(p.cpu);

一般情况下成员变量设置为private，成员方法设置为public

3. 封装扩展之包

3.1 什么是包

在面向对象体系中，提出了一个软件包的概念，即：为了更好的管理类，把多个类收集在一起成为一组，称为软件包。
有点类似于目录。比如：为了更好的管理电脑中的歌曲，一种好的方式就是将相同属性的歌曲放在相同文件下，也可以对某个文件夹下的音乐进行更详细的分类。

在Java中也引入了包，包是对类、接口等的封装机制的体现，是一种对类或者接口等的很好的组织方式。
比如：一个包中的类不想被其他包中的类使用。

包还有一个重要的作用：在同一个工程中允许存在相同名称的类，只要处在不同的包中即可。

3.2 导入包中的类

Java 中已经提供了很多现成的类供我们使用。

例如Date类：可以使用 java.util.Date 导入java.util 这个包中的 Date类。

public class Test {
	public static void main(String[] args) {
	java.util.Date date = newjava.util.Date();
	// 得到一个毫秒级别的时间戳
	System.out.println(date.getTime());
	}
}

上面这种写法比较麻烦一些，可以使用 import 语句导入包：

import java.util.Date;
public class Test {
	public static void main(String[] args) {
		Date date = new Date();
		// 得到一个毫秒级别的时间戳
		System.out.println(date.getTime());
	}
}

运行结果：

如果需要使用 java.util 中的其他类, 可以使用 import java.util.*

import java.util.*;
public class Test {
	public static void main(String[] args) {
		Date date = new Date();
		// 得到一个毫秒级别的时间戳
		System.out.println(date.getTime());
}
}

建议显式的指定要导入的类名

例如下面这段代码：

import java.util.*;
import java.sql.*;
public class Test {
	public static void main(String[] args) {
		// util 和 sql 中都存在一个 Date 这样的类, 此时就会出现歧义, 编译出错
		Date date = new Date();
		System.out.println(date.getTime());
	}
}
//java.sql 中的类 java.sql.Date 和 java.util 中的类 java.util.Date 都匹配

在这种情况下需要使用完整的类名：

import java.util.*;
import java.sql.*;
public class Test {
	public static void main(String[] args) {
		java.util.Date date = new java.util.Date();
		System.out.println(date.getTime());
	}
}

使用import static导入包中静态的方法和字段：

//方法一：
public class Test {
        public static void main(String[] args) {
            double x = 30;
            double y = 40;
            double result = Math.sqrt(Math.pow(x, 2) + Math.pow(y, 2));
            System.out.println(result);
        }
}

//方法二：
import static java.lang.Math.*;
public class Test {
        public static void main(String[] args) {
            double x = 30;
            double y = 40;
    		
            double result = sqrt(pow(x, 2) + pow(y, 2));
            System.out.println(result);
        }
}

运行代码：

注：
import 和 C++ 的 #include 差别很大。C++ 必须 #include 来引入其他文件内容，但是 Java 不需要。import 只是为了写代码的时候更方便。import 更类似于 C++ 的 namespace 和 using。

3.3 自定义包

基本规则：

• 在文件的最上方加上一个 package 语句指定该代码在哪个包中
• 包名需要尽量指定成唯一的名字，通常会用公司的域名的颠倒形式(例如 com.bit.demo1 )
• 包名要和代码路径相匹配。例如创创com.bit.demo1 的包，那么会存在一个对应的路径 com/bit/demo1 来存储代码
• 如果一个类没有 package 语句，则该类被放到一个默认包中

操作步骤：

1. 在 IDEA 中先新建一个包：右键 src --> 新建 --> 包

2. 在弹出的对话框中输入包名，例如 test.demo1

3. 在包中创建类，右键包名 -> 新建 -> 类，然后输入类名

4. 此时可以看到我们的磁盘上的目录结构已经被 IDEA 自动创建出来了

5. 同时我们也看到了，在新创建的 test1.java 文件的最上方，就出现了一个 package 语句
   

3.4 包的访问权限控制举例

Computer类位于com.bit.demo1包中，TestComputer位置com.bit.demo2包中：

//代码一：
package com.bit.demo1;

public class Computer {
	private String cpu; // cpu
	private String memory; // 内存
	public String screen; // 屏幕
	String brand; // 品牌
	
	public Computer(String brand, String cpu, String memory, String screen) {
		this.brand = brand;
		this.cpu = cpu;
		this.memory = memory;
		this.screen = screen;
	}

	public void Boot(){
		System.out.println("开机~~~");
	}
	public void PowerOff(){
		System.out.println("关机~~~");
	}
	public void SurfInternet(){
		System.out.println("上网~~~");
	}
}

//代码二：
package com.bite.demo2;
import com.bite.demo1.Computer;

public class TestComputer {
	public static void main(String[] args) {
		Computer p = new Computer("HW", "i7", "8G", "13*14");
		System.out.println(p.screen);
		// System.out.println(p.cpu); // 报错：cup是私有的，不允许被其他类访问
		// System.out.println(p.brand); // 报错：brand是default，不允许被其他包中的类访问
	}
}

如果去掉Computer类之前的public修饰符，代码也会编译失败

3.5 常见的包

包名	作用
java.lang	系统常用基础类(String、Object),此包从JDK1.1后自动导入
java.lang.reflect	java 反射编程包
java.net	进行网络编程开发包
java.sql	进行数据库开发的支持包
java.util	是java提供的工具程序包(集合类等) 非常重要
java.io	I/O编程开发包

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