2.4. 封装与访问控制-Toy模板网

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简介

封装（Encapsulation）是面向对象编程的一个核心概念，它意味着将数据（属性）和方法（操作数据的函数）捆绑在一起，形成一个类（Class）。封装的目的是将数据和操作数据的方法隐藏起来，以防止外部对数据的直接访问。这样，我们就可以通过定义公共接口（Public Interface）来控制外部对类的访问，提高代码的可维护性和安全性。

在Java中，封装是面向对象编程的重要原则之一。它通过将数据和相关的操作封装在一个类中，以实现数据的隐藏和保护。封装提供了一种良好的抽象机制，使得类的内部实现对外部是隐藏的，只暴露必要的接口供其他类使用。

封装的主要目的是增强代码的可维护性、灵活性和安全性。通过将数据成员声明为私有（private），我们可以防止外部直接访问和修改类的属性。为了访问这些私有成员，类提供了公共的方法（getter和setter）来进行间接访问和操作。这样做的好处是，类可以对成员变量进行有效地控制和验证，确保数据的完整性和正确性。

访问控制是Java中对类、方法和字段进行访问权限控制的机制。Java提供了四种访问修饰符：public、protected、default和private。public表示公共访问，可以在任何地方访问；protected表示受保护的访问，只能在同一包或子类中访问；default表示默认访问，只能在同一包中访问；private表示私有访问，只能在同一类中访问。

基础知识

Java 提供了四种访问修饰符（Access Modifier）来实现封装，它们分别是：public、private、protected 和不写（默认）。访问修饰符可以修饰类的属性和方法，不同的访问修饰符有不同的访问权限。

public：最高权限，表示该属性或方法可以被任何其他类访问。
private：最低权限，表示该属性或方法只能被其所在的类访问。
protected：较低权限，表示该属性或方法可以被其所在类及其子类和同一包中的其他类访问。
默认：表示该属性或方法可以被其所在类和同一包中的其他类访问，但不能被子类访问。

代码

让我们通过一个案例来了解这四种访问修饰符。

// 位于包 com.example 的 Person 类
package com.example;

public class Person {
    public String name;        // 公共属性，任何类都可以访问
    private int age;           // 私有属性，只能在 Person 类中访问
    protected String address;  // 受保护属性，可以在 Person 类，同一包中的类和子类中访问
    String phoneNumber;        // 默认属性，可以在 Person 类和同一包中的类访问，但不能被子类访问

    public void sayHello() {   // 公共方法，任何类都可以访问
        System.out.println("Hello! I am " + name);
    }

    private void growUp() {    // 私有方法，只能在 Person 类中访问
        age++;
    }

    protected void changeAddress(String newAddress) { // 受保护方法，可以在 Person 类，同一包中的类和子类中访问
        address = newAddress;
    }

    void updatePhoneNumber(String newNumber) { // 默认方法，可以在 Person 类和同一包中的类访问，但不能被子类访问
        phoneNumber = newNumber;
    }
}

// 位于包 com.example 的 Employee 类
package com.example;

public class Employee extends Person {
    public void work() {
        sayHello();            // 可以访问父类的公共方法 sayHello
        changeAddress("New York"); // 可以访问父类的受保护方法 changeAddress
    }
}

// 位于包 com.other 的 Another 类
package com.other;

import com.example.Person;

public class Another {
    public void test() {
        Person person = new Person();
        person.sayHello();     // 可以访问 Person 类的公共方法 sayHello
    }
}