【JAVA】为什么要使用封装以及如何封装

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前言

Java的封装指的是在一个类中将数据和方法进行封装，使其可以保护起来，只能在该类内部访问，而不允许外部直接访问和修改。这是Java面向对象编程的三个基本特性之一，另外两个是继承和多态。在此之前我们已经学习过关于继承的概念，今天我们来学习有关封装的内容。

封装的含义

封装是面向对象编程的一种重要概念，是将数据和对数据的操作封装在一个类中，使得数据对外部的访问受到限制，只能通过类中的公共方法来访问或操作。封装的目的是隐藏类的实现细节，并且保护数据不被随意修改，从而增强了代码的安全性和可维护性。另外，封装也使得代码的扩展和修改更加方便，只需在类内部进行修改而不需要修改其他代码。

通过封装，可以提高类的安全性和可维护性，使得类的实现细节被隐藏，只暴露出有限的接口和功能给外部使用，从而减少了类之间的耦合性。同时，封装还可以实现数据隐藏和数据保护，提高程序的可靠性和可扩展性。

四种访问控制符

Java中，采用访问控制符来控制类中数据成员和方法的访问权限，主要有四种访问控制符：public、private、protected和默认访问控制符（即不写访问控制符）。

• public：表示该数据成员或方法可以被其他任何类访问。
• private：表示该数据成员或方法只能在当前类内部访问。
• protected：表示该数据成员或方法可以在当前类和其子类中访问。
• 默认访问控制符：表示该数据成员或方法只能在同一个包内的其他类中访问。

封装的两种经典实例

银行账户类

该类的主要属性包括账户名、账号、账户余额等。其中账户余额是一个私有属性，外部无法直接访问。类中提供了一系列操作账户的方法，例如存款、取款、查询余额等。这些方法都能够在保证账户余额正确的情况下，修改账户余额。

public class BankAccount {
    private String accountNumber;
    private double balance;

    public BankAccount(String accountNumber, double balance) {
        this.accountNumber = accountNumber;
        this.balance = balance;
    }

    public String getAccountNumber() {
        return accountNumber;
    }

    public double getBalance() {
        return balance;
    }

    public void deposit(double amount) {
        balance += amount;
    }

    public void withdraw(double amount) {
        if (balance >= amount) {
            balance -= amount;
        } else {
            System.out.println("Insufficient balance.");
        }
    }
}

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• accountNumber: 表示账户号码的字符串。
• balance: 表示账户余额的双精度浮点数。
• BankAccount(String accountNumber, double balance): 构造函数，用于创建一个新的银行账户对象。
• getAccountNumber(): 返回账户号码的方法。
• getBalance(): 返回账户余额的方法。
• deposit(double amount): 存款方法，用于向账户中添加资金。
• withdraw(double amount): 取款方法，用于从账户中扣除资金。如果账户余额不足，将输出一条错误信息。

学生类

public class Student {
    // 属性
    private String name;
    private int age;
    private String gender;
    private String id;

    // 构造方法
    public Student(String name, int age, String gender, String id) {
        this.name = name;
        this.age = age;
        this.gender = gender;
        this.id = id;
    }

    // 方法
    public void study() {
        System.out.println("学生正在学习");
    }

    public void showInfo() {
        System.out.println("姓名：" + name);
        System.out.println("年龄：" + age);
        System.out.println("性别：" + gender);
        System.out.println("学号：" + id);
    }

    // Getter和Setter方法
    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

    public int getAge() {
        return age;
    }

    public void setAge(int age) {
        this.age = age;
    }

    public String getGender() {
        return gender;
    }

    public void setGender(String gender) {
        this.gender = gender;
    }

    public String getId() {
        return id;
    }

    public void setId(String id) {
        this.id = id;
    }
}

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• 属性：学生类具有姓名、年龄、性别和学号这些属性。
• 构造方法：学生类具有一个带四个参数的构造方法，用于初始化学生对象。
• 方法：学生类具有学习方法和展示学生信息的方法。
• Getter和Setter方法：学生类具有获取和设置属性值的Getter和Setter方法，用于保护属性的私有性。