在 Java 中实现封装主要通过 访问修饰符 和 getter/setter 方法 来实现,核心步骤是"隐藏属性、暴露接口"。具体实现方式如下:
Java 提供了 4 种访问修饰符,用于控制类成员(属性和方法)的访问范围,从而实现隐藏:
修饰符 | 访问范围 | 封装用途 |
---|---|---|
| 仅当前类内部可访问 | 完全隐藏核心属性/方法 |
| 同一包内可访问(无修饰符时默认) | 包内可见,对外隐藏 |
| 同一包内或子类可访问 | 允许子类访问,对外隐藏 |
| 任何地方可访问 | 暴露公共接口(如 getter/setter) |
封装的核心原则:
将类的属性(数据)声明为 private
(私有),禁止外部直接访问;
将操作属性的方法声明为 public
(公开),作为外部交互的接口。
对于私有属性,提供公共的 getXxx()
方法(获取属性值)和 setXxx()
方法(设置属性值),在方法中可以添加校验逻辑,确保数据合法性。
Student
类public class Student {
// 1. 将属性声明为 private(隐藏数据)
private String name; // 姓名
private int age; // 年龄
private double score; // 成绩
// 2. 提供 public 的 getter 方法(获取属性值)
public String getName() {
return name;
}
// 3. 提供 public 的 setter 方法(设置属性值,可添加校验)
public void setName(String name) {
// 例如:限制姓名不能为 null 或空字符串
if (name != null && !name.trim().isEmpty()) {
this.name = name;
} else {
System.out.println("姓名不能为空!");
}
}
public int getAge() {
return age;
}
public void setAge(int age) {
// 例如:限制年龄在 0-150 之间
if (age >= 0 && age <= 150) {
this.age = age;
} else {
System.out.println("年龄必须在 0-150 之间!");
}
}
public double getScore() {
return score;
}
public void setScore(double score) {
// 例如:限制成绩在 0-100 之间
if (score >= 0 && score <= 100) {
this.score = score;
} else {
System.out.println("成绩必须在 0-100 之间!");
}
}
// 4. 其他业务方法(也可封装内部逻辑)
public void showInfo() {
System.out.println("姓名:" + name + ",年龄:" + age + ",成绩:" + score);
}
}
外部只能通过 setXxx()
方法修改属性,通过 getXxx()
方法获取属性,无法直接操作私有属性:
public class TestStudent {
public static void main(String[] args) {
Student s = new Student();
// 错误:无法直接访问 private 属性
// s.name = "张三";
// 正确:通过 setter 方法设置属性(会触发校验)
s.setName("张三"); // 合法
s.setAge(200); // 触发错误提示:年龄必须在 0-150 之间
s.setAge(18); // 合法
s.setScore(95.5); // 合法
// 通过 getter 方法获取属性
System.out.println("姓名:" + s.getName()); // 输出:张三
// 调用业务方法
s.showInfo(); // 输出:姓名:张三,年龄:18,成绩:95.5
}
}
除了属性,方法也可以被封装。例如,将类内部的辅助方法声明为 private
,只暴露必要的 public
方法给外部使用:
public class Calculator {
// 公开方法:对外暴露的接口
public int add(int a, int b) {
return calculate(a, b, "+");
}
public int subtract(int a, int b) {
return calculate(a, b, "-");
}
// 私有方法:内部实现细节,对外隐藏
private int calculate(int a, int b, String operator) {
switch (operator) {
case "+": return a + b;
case "-": return a - b;
default: throw new IllegalArgumentException("不支持的运算符");
}
}
}
外部只能调用 add()
和 subtract()
,无需关心 calculate()
的实现,即使未来修改 calculate()
的逻辑,也不会影响外部调用。
Java 实现封装的核心步骤:
private
修饰属性,禁止外部直接访问; public
的 getter/setter
方法,控制属性的读写逻辑; 通过这种方式,既能保证数据安全,又能降低代码耦合度,使程序更易于维护。
原创声明:本文系作者授权腾讯云开发者社区发表,未经许可,不得转载。
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