面向对象特征一：封装性(encapsulation)

为什么需要封装？

• 我要用洗衣机，只需要按一下开关和洗涤模式就可以了。有必要了解洗衣机内部的结构吗？有必要碰电动机吗？
• 我要开车，我不需要懂离合、油门、制动等原理和维修也可以驾驶。
• 客观世界里每一个事物的内部信息都隐藏在其内部，外界无法直接操作和修改，只能通过指定的方式进行访问和修改。

随着我们系统越来越复杂，类会越来越多，那么类之间的访问边界必须把握好，面向对象的开发原则要遵循“高内聚、低耦合”。

高内聚、低耦合是软件工程中的概念，也是UNIX 操作系统设计的经典原则。

内聚，指一个模块内各个元素彼此结合的紧密程度；耦合指一个软件结构内不同模块之间互连程度的度量。内聚意味着重用和独立，耦合意味着多米诺效应牵一发动全身。

而“高内聚，低耦合”的体现之一：

• 高内聚：类的内部数据操作细节自己完成，不允许外部干涉；
• 低耦合：仅暴露少量的方法给外部使用，尽量方便外部调用。

何为封装性？

所谓封装，就是把客观事物封装成抽象概念的类，并且类可以把自己的数据和方法只向可信的类或者对象开放，向没必要开放的类或者对象隐藏信息。

通俗的讲，把该隐藏的隐藏起来，该暴露的暴露出来。这就是封装性的设计思想。

Java如何实现数据封装

• 实现封装就是控制类或成员的可见性范围。这就需要依赖访问控制修饰符，也称为权限修饰符来控制。
• 权限修饰符：public、protected、缺省、private。具体访问范围如下：

修饰符	本类内部	本包内	其他包的子类	其他包非子类
private	√	×	×	×
缺省	√	√	×	×
protected	√	√	√	×
public	√	√	√	√

• 具体修饰的结构：

             外部类：public、缺省

             成员变量、成员方法、构造器、成员内部类：public、protected、缺省、private

 

封装性的体现

成员变量/属性私有化

概述：私有化类的成员变量，提供公共的get和set方法，对外暴露获取和修改属性的功能。

实现步骤：

① 使用 private 修饰成员变量

private 数据类型 变量名 

代码如下：

public class Person {
    private String name;
      private int age;
    private boolean marry;
}

② 提供 getXxx方法 / setXxx 方法，可以访问成员变量，代码如下：

public class Person {
    private String name;
      private int age;
    private boolean marry;

    public void setName(String n) {
        name = n;
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setAge(int a) {
        age = a;
    }

    public int getAge() {
        return age;
    }
    
    public void setMarry(boolean m){
        marry = m;
    }
    
    public boolean isMarry(){
        return marry;
    }
}

③ 测试

public class PersonTest {
    public static void main(String[] args) {
        Person p = new Person();

        //实例变量私有化，跨类是无法直接使用的
        /* p.name = "张三";
        p.age = 23;
        p.marry = true;*/

        p.setName("张三");
        System.out.println("p.name = " + p.getName());

        p.setAge(23);
        System.out.println("p.age = " + p.getAge());

        p.setMarry(true);
        System.out.println("p.marry = " + p.isMarry());
    }
}

成员变量封装的好处：

• 让使用者只能通过事先预定的方法来访问数据，从而可以在该方法里面加入控制逻辑，限制对成员变量的不合理访问。还可以进行数据检查，从而有利于保证对象信息的完整性。
• 便于修改，提高代码的可维护性。主要说的是隐藏的部分，在内部修改了，如果其对外可以的访问方式不变的话，外部根本感觉不到它的修改。例如：Java8->Java9，String从char[]转为byte[]内部实现，而对外的方法不变，我们使用者根本感觉不到它内部的修改。

举例

public class Employee {
    private String name;
    private int age;
    private char gender;
    private String phoneNumber;


    public String getName() {
        return name;
    }

    public int getAge() {
        return age;
    }

    public char getGender() {
        return gender;
    }

    public String getPhoneNumber() {
        return phoneNumber;
    }

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

    public void setAge(int age) {
        this.age = age;
    }

    public void setGender(char gender) {
        this.gender = gender;
    }

    public void setPhoneNumber(String phoneNumber) {
        this.phoneNumber = phoneNumber;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "Employee{" +
                "name='" + name + '\'' +
                ", age=" + age +
                ", gender=" + gender +
                ", phoneNumber='" + phoneNumber + '\'' +
                '}';
    }
}

测试类

public class EmployeeTest {
    public static void main(String[] args) {
        Employee[] emp = new Employee[2];
        Scanner scanner = new Scanner(System.in);

        for (int i = 0; i < emp.length; i++) {
            emp[i] = new Employee();
            System.out.println("添加第 " + (i + 1) + "个员工 ");
            System.out.print("姓名");
            String name = scanner.nextLine();
            System.out.print("性别");
            char gender = scanner.next().charAt(0);
            System.out.print("年龄");
            int age = scanner.nextInt();
            System.out.print("号码");
            String phoneNuber = scanner.nextLine();

            //赋值
            emp[i].setName(name);
            emp[i].setGender(gender);
            emp[i].setAge(age);
            emp[i].setPhoneNumber(phoneNuber);
        }
        //遍历
        for (Employee employee : emp) {
            System.out.println(employee.toString());
        }

    }
}