Java基础-21-基本语法-封装

封装（Encapsulation）

1. 什么是封装？

封装（Encapsulation）是面向对象编程（OOP）中的一个重要特性。它指的是将对象的属性和行为封装在一个类中，并提供访问控制机制，防止外部直接访问对象的内部数据，而是通过**公共方法（getter 和 setter）**来访问和修改数据。

封装的核心思想：

• 隐藏对象的实现细节，只暴露必要的接口。

• 控制数据的访问权限，防止外部程序对对象的数据进行非法操作。

• 提高代码的可维护性和安全性。

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2. 封装的实现方式

封装通常通过以下方式来实现：

1. 使用 private 关键字修饰成员变量，限制外部直接访问。

2. 提供 public 关键字的 getter 和 setter 方法，让外部可以通过这些方法访问和修改变量。

3. 在 setter 方法中添加逻辑，确保数据的安全性。

4. 可以使用 protected 或 default（不写修饰符）来设置不同级别的访问权限。

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3. 访问修饰符

访问修饰符	当前类	同包子类	同包非子类	其他包子类	其他包非子类
private	✅	❌	❌	❌	❌
default	✅	✅	✅	❌	❌
protected	✅	✅	✅	✅	❌
public	✅	✅	✅	✅	✅

• private：只能在当前类中访问。

• default（默认权限）：同包内可访问。

• protected：同包和其他包的子类可访问。

• public：任何地方都可以访问。

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4. 封装的示例

下面是一个使用封装的示例，展示如何通过 getter 和 setter 方法来访问 private 变量。

// 定义一个 Person 类，使用封装
public class Person {
    // 私有成员变量
    private String name;
    private int age;
    
    // 构造方法
    public Person(String name, int age) {
        this.name = name;
        this.setAge(age); // 使用 setter 进行赋值
    }
    
    // getter 方法 - 获取 name
    public String getName() {
        return name;
    }
    
    // setter 方法 - 设置 name
    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }
    
    // getter 方法 - 获取 age
    public int getAge() {
        return age;
    }
    
    // setter 方法 - 设置 age，添加校验逻辑
    public void setAge(int age) {
        if (age > 0 && age < 150) {
            this.age = age;
        } else {
            System.out.println("年龄不合法！");
        }
    }
}

// 测试封装
public class TestEncapsulation {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建对象
        Person p = new Person("张三", 25);
        
        // 获取属性值
        System.out.println("姓名: " + p.getName());
        System.out.println("年龄: " + p.getAge());
        
        // 修改属性值
        p.setAge(200); // 不合法
        p.setAge(30); // 合法
        System.out.println("修改后年龄: " + p.getAge());
    }
}

运行结果：

姓名: 张三
年龄: 25
年龄不合法！
修改后年龄: 30

在上面的示例中：

• name 和 age 是 private 的，外部无法直接访问。

• 通过 getName() 和 getAge() 方法获取值。

• 通过 setAge() 方法修改值，并在方法中添加校验逻辑，确保数据合法。

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5. 封装的优点

1. 数据安全性：防止数据被随意修改，提高安全性。

2. 提高代码复用性：通过 setter 方法可以加入数据校验逻辑，避免重复代码。

3. 降低耦合性：外部不需要知道类的内部实现，只需调用公开的方法。

4. 便于维护和修改：可以在不影响外部调用的情况下修改类的内部实现。

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6. 适用场景

• 数据保护：防止数据被外部随意修改（如银行账户余额）。

• 约束输入：在 setter 方法中添加数据校验逻辑。

• 隐藏复杂性：让外部只关注如何使用，而不需要关心实现细节。

• 框架开发：如 Spring 框架中的 Java Bean 规范，要求使用 private 变量+getter/setter。

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7. 总结

封装是 Java 面向对象编程的三大特性之一，主要通过私有化成员变量，并提供公共的 getter 和 setter 方法来访问它们，从而提高数据安全性和程序的健壮性。

掌握封装的概念并在实际开发中应用，有助于写出更安全、可维护、低耦合的代码。