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在Java中,如何实现封装

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:

一、使用访问修饰符隐藏类的成员

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
private 仅当前类内部可访问 完全隐藏核心属性/方法
default 同一包内可访问(无修饰符时默认) 包内可见,对外隐藏
protected 同一包内或子类可访问 允许子类访问,对外隐藏
public 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。

二、通过 getter/setter 方法暴露访问接口

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。

实例:封装一个 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);}
}
 
 

三、使用封装后的类

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}
}
 
 

四、封装的进阶:隐藏方法实现

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。

总结

Java 实现封装的核心步骤:

  1. 用 private 修饰属性,禁止外部直接访问;
  2. 提供 public 的 getter/setter 方法,控制属性的读写逻辑;
  3. 用访问修饰符隐藏内部方法实现,只暴露必要的公共接口。

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。

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