封裝是面向?qū)ο缶幊?OOP)中的基本概念之一。它描述了將數(shù)據(jù)和處理該數(shù)據(jù)的方法捆綁在一個單元中的想法，例如，Java中的一個類。

這個概念也經(jīng)常用于從外部隱藏對象的內(nèi)部表示或狀態(tài)。這稱為信息隱藏。這種機(jī)制的總體思路很簡單。如果您有一個從對象外部看不到的屬性，并將其與提供讀取或?qū)懭朐L問權(quán)限的方法捆綁在一起，那么您可以隱藏特定信息并控制對對象內(nèi)部狀態(tài)的訪問。

如果您熟悉任何面向?qū)ο蟮木幊陶Z言，您可能知道這些方法是 getter 和 setter 方法。顧名思義，getter 方法檢索屬性，setter 方法更改它。根據(jù)您實(shí)現(xiàn)的方法，您可以決定一個屬性是否可以讀取和更改，或者它是只讀的，還是根本不可見。正如稍后將向您展示的，您還可以使用 setter 方法來實(shí)現(xiàn)額外的驗(yàn)證規(guī)則，以確保您的對象始終具有有效狀態(tài)。

Java中的封裝

這是一個如此基本的概念，以至于大多數(shù) Java 開發(fā)人員在使用它時都沒有考慮過。這只是您設(shè)計Java類的方式。您將一組存儲對象當(dāng)前狀態(tài)的屬性與使用這些屬性的一組方法捆綁在一起。

該CoffeeMachine例子

例如，當(dāng)創(chuàng)建CoffeeMachine類時，就是這樣做的。屬性configMap、beans、grinder和brewingUnit存儲CoffeeMachine對象的當(dāng)前狀態(tài)。方法brewCoffee、brewEspresso、brewFilterCoffee和addBeans對這些屬性實(shí)現(xiàn)了一組操作。

Java中的信息隱藏

正如開頭所解釋的，您可以使用封裝概念來實(shí)現(xiàn)信息隱藏機(jī)制。與抽象概念類似，這是Java中最常用的機(jī)制之一。您可以在幾乎所有實(shí)現(xiàn)良好的Java類中找到它的示例。

您可以通過使您的類屬性無法從外部訪問并為其他類可讀或可更新的屬性提供 getter 和/或 setter 方法來實(shí)現(xiàn)這種信息隱藏機(jī)制。

訪問修飾符

Java支持四種訪問修飾符，您可以使用它們來定義類、方法和屬性的可見性。它們中的每一個都指定了不同級別的可訪問性，并且每個類、方法或?qū)傩灾荒苁褂靡粋€修飾符。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，您應(yīng)該始終使用仍然允許您實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)邏輯的最嚴(yán)格的修飾符。

這些修飾符從限制最多到最少：

私人的

沒有修飾符

受保護(hù)

公開的

讓我們仔細(xì)看看這些修飾符中的每一個，并討論何時應(yīng)該使用它們。

私人

這是最嚴(yán)格和最常用的訪問修飾符。如果將private修飾符與屬性或方法一起使用，則只能在同一類中訪問它。相同或不同包中的子類或任何其他類無法訪問此屬性或方法。

根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，private修飾符應(yīng)該是所有不應(yīng)從外部類調(diào)用的屬性和內(nèi)部方法的默認(rèn)選擇。當(dāng)您使用繼承時，您可能需要對該規(guī)則進(jìn)行例外處理，并且某些子類需要直接訪問屬性或內(nèi)部方法。在這種情況下，您應(yīng)該使用protected修飾符而不是private。

無修飾符

當(dāng)您沒有為您的屬性或方法提供任何訪問修飾符時，您可以在您的類中以及從同一包中的所有類訪問它。這就是為什么它通常被稱為包私有的。

在CoffeeMachine示例中，我使用private修飾符來限制對所有屬性以及brewEspresso和brewFilterCoffee方法的訪問。這些屬性和方法只能在CoffeeMachine類中使用，而不是公共 API 的一部分。

一開始這可能看起來有點(diǎn)令人困惑，但是當(dāng)包中的類實(shí)現(xiàn)一組明確定義的邏輯并且您想要控制可用于該包外的類的 API 時，這非常有用。然后，您可以使用包可見性來實(shí)現(xiàn)只能由該包中的類使用的方法。這允許您創(chuàng)建包內(nèi)部和外部 API。

受保護(hù)

具有訪問修飾符protected 的屬性和方法可以在您的類中、同一包中的所有類以及相同或其他包中的所有子類中訪問。

該保護(hù)的修飾符被主要用于內(nèi)部方法需要被調(diào)用或者由子類覆蓋。您還可以使用它來允許子類直接訪問超類的內(nèi)部屬性。

民眾

這是限制最少的訪問修飾符。使用public修飾符的方法和屬性可以在當(dāng)前類和所有其他類中訪問。

公共方法和屬性成為您的類和包含它們的任何組件的公共 API 的一部分。對于任何屬性來說，這幾乎從來都不是一個好主意，在對方法使用此修飾符之前，您應(yīng)該三思而后行。

如果一個方法是公開可用的，您需要確保它有據(jù)可查，并且它可以穩(wěn)健地處理任何輸入值。還要記住，這個方法遲早會被你的應(yīng)用程序的某些部分使用，這將使更改或刪除它變得困難。

通常，您的公共 API 應(yīng)盡可能精簡，并且僅包含旨在由應(yīng)用程序的其他部分或外部客戶端使用的方法。

CoffeeMachine類、它的構(gòu)造函數(shù)以及brewCoffee和addBeans方法就是這種情況。該CoffeeMachine類有因?yàn)樗砹丝Х葯C(jī)的接口是公開的。它旨在供不必屬于同一包的其他類使用。構(gòu)造函數(shù)和對brewCoffee和addBeans方法可以被其他類調(diào)用創(chuàng)建的新實(shí)例CoffeeMachine并通過添加咖啡豆或沖泡的咖啡一杯新鮮與它進(jìn)行交互。

該brewCoffee方法給出了不同的訪問修飾符的另一個好處。您不僅可以使用它來隱藏信息，還可以使用它來支持抽象。公共brewCoffee方法抽象了brewFilterCoffee和brewEspresso方法的內(nèi)部細(xì)節(jié)，這兩個方法都是私有的。訪問修飾符確保外部類只能調(diào)用brewCoffee方法提供的抽象，而不能調(diào)用內(nèi)部方法。

概括

封裝是面向?qū)ο缶幊痰暮诵母拍钪?。它描述了將?shù)據(jù)和對這些數(shù)據(jù)進(jìn)行操作的方法捆綁到一個單元中。

它通常用于實(shí)現(xiàn)信息隱藏機(jī)制。這種機(jī)制降低了屬性對當(dāng)前類的可訪問性，并使用公共 getter 和 setter 方法來控制和限制對這些屬性的外部訪問。這些方法不僅允許您定義可以讀取或更新的屬性，而且還允許您在更改屬性之前驗(yàn)證新值。

封裝提供了隱藏數(shù)據(jù)的基本屬性，從而為用戶數(shù)據(jù)提供了安全性。執(zhí)行封裝是一種很好的 OOP 實(shí)踐，但它仍然需要與強(qiáng)大的 APM 解決方案(如Retrace)搭配使用以進(jìn)行錯誤監(jiān)控。

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