Java必备基础五——类的封装
封装性、继承性、多态性是面向对象程序设计的三大特性，其中封装性是最重要的一个特性。
一、理解封装
1.定义
封装性指将对象的状态信息隐藏在对象的内部，不允许外部程序直接访问对象内部的状态信息，只有通过该类对外提供的方法才能实现对内部信息的操作和访问。
2.封装优点
隐藏类的实现细节只能通过对外提供的方法进行数据的访问，限制对成员变量的不正当存取降低耦合性，提高了代码的可维护性 一个对象中，成员变量是核心所在，反映对象的外部特征，一般不允许外部对象对其直接访问。
二、访问控制符的使用
Java提供了4种访问控制级别，发别通过public，protected，默认访问控制符 （default）、private来进行修饰
public：public是公共的意思，被public修饰的成员可以被所有类访问protected：protected修饰的成员既可以被同一个包中的其他类访问，也可以被不同包中的子类访问default：如果在类的成员前没有任何访问控制符，则该成员处于默认访问状态。处于默认访问状态的成员，只能被同一个包中的其它类访问private：private修饰的成员只能被这个类本身访问，其它类（包括同一个包中的类、其他包中的类和子类）都无法访问private修饰的成员
访问控制符同一个类中同一个包中不同包中的子类不同包中的非子类public✔✔✔✔protected✔✔✔default✔✔private✔
访问控制符的使用应该注意以下两点：
访问控制符用于类的成员是否可以被其他类访问，对于局部变量，其作用域在局部变量所在的方法中，故局部变量不能使用访问控制符来修饰程序设计中，成员的修饰符根据具体情况定
1.getter和setter方法封装成员变量
实现一个类时，公有数据或者不加保护的数据是非常危险的，所以一般情况下应该将数据设为私有，然后通过方法操作数据
public class PeopleInstance {
public static void main(String[] args) {
Person person = new Person("小红", 12);
person.selfInfo();
Person p2 = new Person();
// p2.name="王名";
// p2.age=12;
p2.selfInfo();
}
}
class Person {
private String name;
private int age;
public Person() {
}
public Person(String name, int age) {
this.age = age;
this.name = name;
}
public void selfInfo() {
System.out.println(name);
System.out.println(age);
}
}
输出结果：
小红
12
null
0
Person的两个成员变量被私有化，只有在本类中才能被访问。外部类PeopleInstance中被注释掉的部分直接访问是错误的。person 的两个成员变量通过带两个参数的构造方法完成了初始化，能够得到正确的输出结果，而p2调用的是无参的构造方法完成的实例化，因为没有正确初始化，运行结果会取默认值，要想直接获取，可以通过各自对应的getter和setter方法来操作和访问这两个成员变量。快捷键alt+Insert一键生成：
public class PeopleInstance {
public static void main(String[] args) {
Person person = new Person("小红", 12);
person.selfInfo();
Person p2 = new Person();
// p2.name="王名";
// p2.age=12;
p2.selfInfo();
p2.setName("小明");
p2.setAge(12);
p2.selfInfo();
}
}
class Person {
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;
}
private String name;
private int age;
public Person() {
}
public Person(String name, int age) {
this.age = age;
this.name = name;
}
public void selfInfo() {
System.out.println(name);
System.out.println(age);
}
}
输出结果：
小红
12
null
0
小明
12
2.封装方法
方法一般情况下都设计成公有的，根据需要设计成私有的，私有方法不会被外部类操作，既保证了安全性，有能根据需要删除。如果希望子类来重写父类的一个方法，此时用protected修饰。 设计一个一元一次方程的类，并能根据系数情况求解方程
/**
* @Author:
* @Time: 2021/7/4 23:11
* @Description 设计一个一元一次方程的类，根据系数情况求解方程
* y=ax+b(考虑a的情况)
*/
class Equation {
private float a;
private float b;
public float getA() {
return a;
}
public void setA(float a) {
this.a = a;
}
public float getB() {
return b;
}
public void setB(float b) {
this.b = b;
}
Equation() {
}
public Equation(float a, float b) {
this.a = a;
this.b = b;
}
public boolean hasRoot() {
return a != 0;
}
public void show() {
if (hasRoot()) {
System.out.println("x= " + (-b / a));
} else {
if (b == 0) {
System.out.println("x=" + 0);
} else {
System.out.println("无解");
}
}
}
}
public class TestEquation {
public static void main(String[] args) {
Equation e1 = new Equation(2, 4);
e1.show();
Equation e2 = new Equation(1.1f, 2.2f);
e2.show();
Equation e3 = new Equation(0, 1);
e3.show();
Equation e4 = new Equation(0, 0);
e4.show();
}
}
输出结果：
x= -2.0
x= -2.0
无解
x=0
3.单例模式
定义：一个始终只创建一个实例的类，这个类被称为单例类，该类的构造器用private修饰非单例类缺点：类的构造器大多数时候定义成public的，允许任何类自由创建该类的对象，但是在某些时候，允许其他类自由创建该类的对象没有任何意义，还可能因为频繁的创建以及回收对象造成系统性能下降单例类中，一旦把构造器私有化，就需要向外部提供一个静态的方法（因为调用该方法前不存在对象，因此它只能是静态的）来获取一个对象实例。
/**
* @Author:
* @Time: 2021/7/4 23:45
* @Description
*/
class Singleton {
private static Singleton s;
private Singleton() {
}
public static Singleton getInstance() {
if (s == null) {
s = new Singleton();
}
return s;
}
}
public class TestSingleton {
public static void main(String[] args) {
Singleton s1 = Singleton.getInstance();
Singleton s2 = Singleton.getInstance();
System.out.println(s1==s2);
}
}
输出结果为true。单例设计模式能够保证一个类只创建一个实例，节省了因重复创建对象所带来的内存消耗，从而提高效率。
三、包
1.创建包的好处
不同功能的类可以使用相同的类名，只要分包处理功能相似，接口组织在一个包中，便于查找和使用提供访问权限的控制机制，拥有包访问权限的类才能访问包中的类
2.包命名规则
符合标识符命名规则小写字母，一个或多个单词连接，单词之间使用"."连接包名常用公司名或公司网址的逆序排列而成，如com.sun.swing
3.Java常用包
java.lang:包含Java语言核心类，如String，Math，System，Threadjava.util:包含一些实用工具类/接口/接口和集合框架类，如Arrays，List以及与日期日历相关的类java.io:包含Java输入/输出功能的类java.awt：用来构建图形用户界面GUIjava.swing：包含Swing图形用户界面相关的类/接口java.text：包含Java格式化相关的类java.sql：包含Java进行JDBC数据库编程的相关类/接口