day7-Java封装性

JAVA封装

C的反例：C中可以直接访问和设置变量，

如myString.isUnderlined = true; myString.isItalics = true;

但这很危险，因为我们并不知道对象如何使用它，因此直接改变它们可能并不安全。

我们需要让外部对象访问内部数据时，想通过可控的方式进行。

通过一些额外方法，即以存取器“Accessor”和变异器“Mutators”的方法来实现。

boolean isUnderlined = false;//需要实现取消下划线

//实际上应进行如下操作：
void setUnderlined(boolean underline) ... //set = 变异器，改变内部数据状态
boolean getUnderlinedStatus() ... //get = 存取器，获得内部状态数据检查是否成功改变

Public, Private 和 Protected

这些是访问级别修饰符，决定了其他类是否可以使用该特定属性域或调用特定方法，是用于防止意外破坏封装的工具。

default (无修饰符)也是一类修饰符，它代表的访问控制级别为——包内私有package-private。

修饰符\可见范围	同Class	同Package	包外Subclass	World
Public	✅	✅	✅	✅
Protected 包内～+包外子类私有	✅	✅	✅	❌
Default 包私有	✅	✅（方法一般为默认）	❌	❌
Private 类私有	✅（属性一般为私有）	❌	❌	❌

private：仅（同包的）同类内私有；

default：同包任意类私有（如: 无访问级别修饰符的方法，为“包内公共”方法，可在同包下任意位置调用）；

protected：同包任意类+不同包的子类（如：class C extends A 即C是A的子类，那即使C在其他包内也可被访问）；

public：任意包/任意类位置都可调用，除非它位于“无导出声明的模块”中

模块 vs 包：

• 模块：就是一个 .java 文件。
• 包机制：为便于管理大型软件系统中数目众多的类，解决类的命名冲突的问题（类文件重名），能够提供类的多重类命名空间。这样，原本两个同名的类文件XXX.class，就可放在不同的包 A、B下，使用时以A.XXX或者B.XXX来区别即可。（包是类似于文件夹、多重路径名一样的存在。）
  • 拓展：
  • package命令：在定义Cat类的.java文件首行输入package animal.pet;，就是指明将类Cat文件放入路径 animal/pet 的文件夹内，编译后，将产生的Cat.class 文件拖入该文件夹中。
  • import命令：在要使用Cat类的文件中，首行输入 import 命令引入package路径：import animal.pet.Cat，语意为导入包animal.pet下的Cat类文件。也可通过import animal.pet.*命令告诉编译器到该目录下寻找所有类文件。

属性

• Public：可从任意位置访问（一般不好）
• Private：只有其定义所在类的内部 可访问（最常用）
• Protected：类内部及其子类内部都可访问（即其family下任意位置）

方法

• Public：可从任意位置访问
• Private：只有其定义所在类的内部可访问
• Protected：类内部及其子类内部都可访问（该家族下任意位置）

Data Hiding

应使用private来例行隐藏尽可能多的属性和方法，将private作为变量的默认访问方式。

另一个好处：我们可以修改其执行（比如完全去除某个属性），而无需修改对象访问类的方式。因为类以外的地方无法直接访问该private变量，只能通过public的公共方法访问，所以无需改变（使用操作与类的）接口。

public class Polygon{	//类本身还是可以public的
  private Position[] points;	//private的是该类中不想被随意修改的变量，用setter & getter 来进行访问控制
  //private int noSides; 	 //这里将属性noSides删去了也只对本地类有影响。
  
  Polygon(Position[] points){	//初始化--为传入的点数组
    this.points = points;
  }
  
  Polygon(Position[] points){	//初始化--返回点数组。输入参数一致可能有副作用：改变原值
    return points;
  }
  
  int getNoSides(){
    return points.length; //由于所删noSides是私有的，在外用其公共方法存取，接口不涉及noSides变量，因此接口没有改变
  }
    
  void setPoints(Position[] points){
    this.points = points;
  }
}

访问控制

getters和setters是两种方法的命名，分别用于访问属性和修改属性，来替代直接访问。

让某个变量只能通过公共方法来存取，这些公共存取和变值方法就叫accessor（getter）或mutator（setter）。

比如，设学生类 - 姓名变量Name 为私有private，只能通过公共方法getName()和setName(n)存取。

这样，在外部就根本不知道name在哪里存储，甚至name变量本身都可以不存在，对外只需要知道"Name"这个名称，就能操作这个想象中的Name变量。

为何谨慎访问封装？

为了保护类的假设不变、保护一些不变量或恒等条件不变。

• getter：用于传递属性，因为不改变值，所以无副作用。

• setter：用于保证要求的不变式（量）左右恒定。使整体状态（类的假设）得以不变、维持。

class Polygon{
  Position[] points;
  int noSides;
  
  Polygon(Position[] points){	//与类同名，无返回类型，是构造函数（初始化）。
    this.points = points;
    noSides = points.length;
  }
  
  Position[] getPoints(){	//getter method
    return points;	//getter一般只“传递”重要属性
  
  void setPoints(Positionp[] points){	//setter method
    this.points = points;	
    noSides = points.length;//每次set完points，要同时更新sides数量
    			//这样使得不变式“points.length == noSides”恒定
  }
}