Java面向对象三大特性——封装性

封装性是面向对象编程的三大核心特性之一,另外两个是继承多态。封装主要涉及数据隐藏和信息封装,旨在保证对象的内部状态安全,防止未经授权的访问和修改,并通过接口控制数据的访问。

封装的含义与目的

封装的核心思想是将数据(属性)和对数据的操作(方法)结合在一起,并对外界隐藏数据的具体实现细节。这样做的好处在于:

  • 提高安全性:通过限制外界对内部数据的直接访问,可以防止意外或恶意篡改数据。
  • 提高模块化程度:将数据和操作封装在类中,使得代码更便于管理和复用。
  • 易于维护和扩展:一旦内部实现发生变化,只要保持对外接口不变,不影响其它使用该类的代码。

封装的实现方式

  1. 使用访问修饰符:Java提供了四种访问修饰符来控制对类成员的访问级别。

    • private:成员只能被同一个类中的其他成员访问。
    • protected:成员可以被同一个包内的其他类访问,以及子类。
    • public:成员可以被任何其他类访问。
    • 默认(无修饰符):成员只能被同一个包内的其他类访问。

    通常,对象的状态(属性)被声明为private,以防止外部直接访问,而提供public的方法(通常称为getter和setter)来获取和设置属性的值。

  2. 使用getter和setter方法

    • getter用于获取私有变量的值;
    • setter用于设置私有变量的值;
    • 这些方法可以在需要的时候添加验证和业务逻辑,例如验证数据的有效性。
  3. 构造方法

    • 在创建对象时,可以通过构造方法初始化私有变量,进一步控制对象状态。
  4. 内部类与嵌套类

    • 内部类也可以看作是一种封装形式,因为它将一些逻辑或辅助数据与外部类紧密结合在一起,且对外部类之外的世界隐藏。

代码示例:

package project03_Features;

/**
 * @description: 面向对象封装性代码示例 - 汽车类
 * @author: mixia
 * @version: 1.0
 * @date: 2024/4/12 0012 10:36
 */
public class Car {
    // 私有属性,外部无法字节访问
    private String brand; // 品牌
    private String color; // 颜色

    // 公共getter方法
    public String getBrand() { // 通过getter方法,可以从外部读取私有属性
        return brand;
    }

    // 公共setter方法
    public void setBrand(String brand) {// 通过setter方法,可以从外部修改私有属性
        // 添加验证逻辑 ,brand 不能为空
        if (brand != null && !brand.isEmpty()) {
            this.brand = brand;
        } else {
            throw new IllegalArgumentException("Invalid data.");
        }
    }


    public String getColor() {
        return color;
    }

    public void setColor(String color) {
        this.color = color;
    }

    // 有参构造方法 , 初始化全部私有属性
    public Car(String brand, String color) {
        this.brand = brand;
        this.color = color;
    }
}
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