一、封装与接口
封装(encapsulation)是计算机常见的术语,即保留有限的外部接口(interface),隐藏具体实施细节。我们将要封装(encapsulation)对象的成员(成员包括数据成员和方法),从而只允许从外部调用部分的成员。利用封装,我们可以提高对象的易用性和安全性。
对象成员的封装:
Java通过三个关键字来控制对象的成员的外部可见性(visibility): public, private, protected。
- public: 该成员外部可见,即该成员为接口的一部分。
- private: 该成员外部不可见,只能用于内部使用,无法从外部访问。
- protected:该成员对于子类、友元等同于public,而对于其他的类来说则等于private。
作用域 | 当前类 | 同一package | 子孙类 | 其他package |
public |
|
|
|
|
protected |
|
|
|
|
friendly |
|
| X | X |
private |
|
| X | X |
下面来封装一个Human类:
public class Test
{
public static void main(String[] args)
{
Human aPerson = new Human(160);
System.out.println(aPerson.getHeight());
aPerson.growHeight(170);
System.out.println(aPerson.getHeight());
aPerson.repeatBreath(100);
}
}
class Human
{
/**
* constructor
*/
public Human(int h)
{
this.height = h;
System.out.println("I'm born");
}
/**
* accessor
*/
public int getHeight()
{
return this.height;
}
/**
* mutator
*/
public void growHeight(int h)
{
this.height = this.height + h;
}
/**
* encapsulated, for internal use
*/
private void breath()
{
System.out.println("hu...hu...");
}
/**
* call breath()
*/
public void repeatBreath(int rep)
{
int i;
for(i = 0; i < rep; i++) {
this.breath();
}
}
private int height; // encapsulated, for internal use
}
内部方法并不受封装的影响。Human的内部方法可以调用任意成员,即使是设置为private的height和breath()
外部方法只能调用public成员。当我们在Human外部时,比如Test中,我们只能调用Human中规定为public的成员,而不能调用规定为private的成员。
通过封装,Human类就只保留了下面几个方法作为接口:
- getHeight()
- growHeight()
- repBreath()
我们可以将Human类及其接口表示为如下图的形式:
Human |
+getHeight() |
+growHeight() |
+repBreath() |
如果我们从main中强行调用height:
System.out.println(aPerson.height);
将会有如下错误提示:
Test.java:6: height has private access in Human
System.out.println(aPerson.height);
^
1 error
一个被说明为private的成员,不能被外部调用。
在Java的通常规范中,表达状态的数据成员(比如height)要设置成private。对数据成员的修改要通过接口提供的方法进行(比如getHeight()和growHeight())。这个规范起到了保护数据的作用。用户不能直接修改数据,必须通过相应的方法才能读取和写入数据。类的设计者可以在接口方法中加入数据的使用规范。