Java类的封装

封装将类的某些信息隐藏在类内部,不允许外部程序直接访问,只能通过该类提供的方法来实现对隐藏信息的操作和访问。例如:一台计算机内部极其复杂,有主板、CPU、硬盘和内存, 而一般用户不需要了解它的内部细节,不需要知道主板的型号、CPU 主频、硬盘和内存的大小,于是计算机制造商将用机箱把计算机封装起来,对外提供了一些接口,如鼠标、键盘和显示器等,这样当用户使用计算机就非常方便。

封装的特点:
  • 只能通过规定的方法访问数据。
  • 隐藏类的实例细节,方便修改和实现。

实现封装的具体步骤如下:
  1. 修改属性的可见性来限制对属性的访问,一般设为 private。
  2. 为每个属性创建一对赋值(setter)方法和取值(getter)方法,一般设为 public,用于属性的读写。
  3. 在赋值和取值方法中,加入属性控制语句(对属性值的合法性进行判断)。

例 1

下面以一个员工类的封装为例介绍封装过程。一个员工的主要属性有姓名、年龄、联系电话和家庭住址。假设员工类为 Employee,示例如下:
public class Employee {
    private String name; // 姓名
    private int age; // 年龄
    private String phone; // 联系电话
    private String address; // 家庭住址

    public String getName() {
        return name;
    }

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

    public int getAge() {
        return age;
    }

    public void setAge(int age) {
        // 对年龄进行限制
        if (age < 18 || age > 40) {
            System.out.println("年龄必须在18到40之间!");
            this.age = 20; // 默认年龄
        } else {
            this.age = age;
        }
    }

    public String getPhone() {
        return phone;
    }

    public void setPhone(String phone) {
        this.phone = phone;
    }

    public String getAddress() {
        return address;
    }

    public void setAddress(String address) {
        this.address = address;
    }
}
如上述代码所示,使用 private 关键字修饰属性,这就意味着除了 Employee 类本身外,其他任何类都不可以访问这些属性。但是,可以通过这些属性的 setXxx() 方法来对其进行赋值,通过 getXxx() 方法来访问这些属性。

在 age 属性的 setAge() 方法中,首先对用户传递过来的参数 age 进行判断,如果 age 的值不在 18 到 40 之间,则将 Employee 类的 age 属性值设置为 20,否则为传递过来的参数值。

编写测试类 EmployeeTest,在该类的 main() 方法中调用 Employee 属性的 setXxx() 方法对其相应的属性进行赋值,并调用 getXxx() 方法访问属性,代码如下:
public class EmployeeTest {
    public static void main(String[] args) {
        Employee people = new Employee();
        people.setName("王丽丽");
        people.setAge(35);
        people.setPhone("13653835964");
        people.setAddress("河北省石家庄市");
        System.out.println("姓名:" + people.getName());
        System.out.println("年龄:" + people.getAge());
        System.out.println("电话:" + people.getPhone());
        System.out.println("家庭住址:" + people.getAddress());
    }
}
运行该示例,输出结果如下:
姓名:王丽丽
年龄:35
电话:13653835964
家庭住址:河北省石家庄市

通过封装,实现了对属性的数据访问限制,满足了年龄的条件。在属性的赋值方法中可以对属性进行限制操作,从而给类中的属性赋予合理的值, 并通过取值方法获取类中属性的值(也可以直接调用类中的属性名称来获取属性值)。

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