面向对象（上）-封装性的引入

4.7 面相对象特征之一：封装和隐藏

为什么需要封装？封装的作用和含义？

我要用洗衣机，只需要按一下开关和洗涤模式即可，不需要了解洗衣机的内部构造和洗衣原理。
我们的程序设计追求"高内聚，低耦合"

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：仅对外暴露少量的方法用于使用。
隐藏对象内部的复杂性，只对外公开简单的接口。便于外接调用，从而提高系统的可扩展性、可维护性。通俗的说：把该隐藏的隐藏起来，该暴露的暴露出来。

问题的引入

当我们创建一个类的对象以后，我们可以通过"对象.属性"的方式，对对象的属性进行赋值。

这里复制操作是受属性的数据类型和存储范围限制，除此之外没有其他制约条件。

但是实际问题中，我们往往需要给属性复制假如额外的限制，就不能只做属性的申明，需要通过方法添加体现。（eg：setLegs、getLegs）

举例：假设我们有一个类描述"狗"，其中有个属性legs表示狗腿的数量。如果只要int legs，那么用户有可能传入负数，显然狗腿数量不可能为负数，需要使用方法对传入的数进行限制，且限制用户直接调用"对象.属性"进行赋值。

java 复制代码

    public static void main(String[] args){
        Dog dog = new Dog();
        // dog.legs = -6;   // 编译报错，'legs' has private access in 'com.example.xu_ni_ping.Dog'
        dog.setLegs(-6);
        dog.getLegs();   // 输出0
        dog.setLegs(4);
        dog.getLegs();   // 输出4
    }

java 复制代码

public class Dog {
    private int legs;   // 设置为私有，防止用户调用

    // 设置腿的数量
    public void setLegs(int l) {
        if (l >= 0) {
            legs = l;
        } else {
            legs = 0;  // 如果传入的值为负数，就设置为0；
            // 或者抛出异常；
        }
    }

    // 获取腿的数量
    public int getLegs() {
        System.out.println(legs);
        return legs;
    }
}

封装性的体现

我们需要避免用户在使用"对象.属性"的方式对属性进行赋值，所以我们需要将属性私有化（private），并提供setLegs和getLegs方法。这就体现出了属性以及方法的封装性。

拓展：封装性的体现包含，属性私有化，提供get和set方法；不对外暴露的私有化方法；单例模式等。

权限修饰符

封装性的体现，需要权限修饰符来配合：

java规定的4种权限，从小到大排序：private、default(缺省时默认)、protected、public

修饰符	类内部	同一个包	不同包的子类	同一个工程
private	yes
default	yes	yes
protected	yes	yes	yes
public	yes	yes	yes	yes

4种权限可以用来修饰类以及类的内部结构（属性、方法、构造器、内部类）

对于类：使用default、public；
对于类的内部结构（属性、方法、构造器、内部类）：private、default、protected、public都行；

封装性举例

例子：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类种的实例化Person类的对象b，调用setAge()和getAge()方法，体现Java封装性

java 复制代码

    public static void main(String[] args){
        Person person = new Person();
        // person.age = 18;  // 'age' has private access in 'com.example.xu_ni_ping.Person'
        person.setAge(18);
        System.out.println(person.getAge());  // 输出18
        person.setAge(-18);
        System.out.println(person.getAge());    // 运行报错：java.lang.RuntimeException: 传入的年龄非法！at com.example.xu_ni_ping.Person.setAge(Person.java:15)
    }

java 复制代码

public class Person {

    private int age;

    public int getAge() {
        return age;
    }

    public void setAge(int age) {
        if (age >= 0 && age <= 130) {
            this.age = age;
        } else {
            throw new RuntimeException("传入的年龄非法！");
        }
    }
}

快速生成set、get方法:

在类的空白处点击鼠标右键。

选择"Generate"。

选择"Getter and Setter"。

选择需要生成getter和setter方法的字段，点击"OK"即可。