4.5　封装与private

封装是面向对象的基本特性之一。想想你使用的手机、观看的电视、驾驶的汽车，你都是通过这些对象预先定义好的接口来操作它们（通过说明书告知你）的，但这些对象内部的状态和内部的工作机制你知道吗？不知道，也不需要知道，作为用户，我们只需要知道按下一个按键，对象能做出正确的响应就行了。这就是对象的封装！屏蔽复杂的实现细节，通过公开、暴露的方法来操作对象，使得对象的操作简单又高效。

前面我们讲述了类的设计，在类中定义了数据成员和方法，当实例化一个类的对象后，通过该对象可以任意访问类中的数据成员和方法，这显然不符合真实的对象设计。在现实世界中，对象是独立的、自治的个体，不能任意去修改某个对象的状态，比如你的父母希望你长高1厘米，他们不能直接去修改你的身高，合理的方式是通过调用你的吃饭方法，给你传入牛奶、鸡蛋、牛肉等，调用你的运动方法，然后你的身体内部的工作流程经过计算，在条件满足后，身高增长1厘米。

为了对外屏蔽一些类的实现细节，我们需要用到private关键字，这是一个访问说明符，用于说明类中的成员是私有的，对外不可以访问。

通常来说，类中的成员变量都应该声明为private，以防止外部直接访问这些变量，例如，代码4.20中的Animal类的成员变量height和weight，我们就应该将它们声明为private，如代码4.21所示。

上述代码在编译时会提示如图4-3所示的错误信息。

现在，Animal的成员变量height和weight只能在调用Animal的构造方法时通过传入参数来改变，如果希望在对象构造完毕后，还有机会修改这两个变量，以及能够得到它们的值，那么可以为它们提供访问器方法。

所谓访问器方法，就是针对私有的成员变量提供一对get/set方法，方法的命名一般是get/set + 成员变量名大写的首字母 + 成员变量名剩余字母。例如，针对Animal类的成员变量height和weight，提供的访问器方法如代码4.22所示。

有的读者可能要问，为何要多此一举，而提供两个方法来完成成员变量的读写操作，还不如放开权限，让用户直接访问成员变量。要注意，这一切都是为了访问控制！如果让用户可以直接修改对象的状态，那么对象的状态将变得不可预知，也破坏了我们前面所说的封装，虽然这里看到的访问器方法实现很简单，只是简单地取值和赋值，但是不要忘了，这毕竟是方法，所以在需要的时候，我们完全可以在访问器方法内部添加额外的代码来进行如逻辑验证、权限判断等操作，只有在满足条件时才允许用户访问。

此外，访问器方法并没有要求说一定要有，这根据你的类的设计需求来决定。也没有说必须要成对提供，如果你的成员变量是只写访问，那么提供一个setXxx方法即可；如果是只读访问，那么提供一个getXxx方法即可。

题外话　如果一个类满足以下的条件，则称之为JavaBean组件。

（1）是一个公开的（public）类。

（2）有一个默认的构造方法，也就是不带参数的构造方法（在实例化JavaBean对象时，需要调用默认的构造方法）。

（3）提供setXxx方法和getXxx方法（访问器方法）来让外部程序设置和获取JavaBean的属性。

（4）实现java.io.Serializable或者java.io.Externalizable接口，以支持序列化。

属性（Property）是JavaBean组件内部状态的抽象表示，外部程序使用属性来设置和获取JavaBean组件的状态。为了让外部程序能够知道JavaBean提供了哪些属性，JavaBean的编写者必须遵循标准的命名方式。

例如，类中有一个实例变量为username，有一对方法getName和setName用于获取和设置实例变量username的值，那么属性名为name。也就是说，JavaBean的属性和实例变量不是一个概念，属性和实例变量也不是一一对应的关系，属性可以不依赖于任何的实例变量而存在，而是JavaBean组件内部状态的抽象表示。

例如：

如果没有setInfo方法，那么info就是一个只读的属性，且没有对应任何的实例变量。

get/set命名方式有一个例外，那就是对于boolean类型的属性应该使用is/set命名方式（也可以使用get/set命名方式），例如，有一个boolean类型的属性married，它所对应的方法如下：

除了成员变量一般都声明为private，很多时候，我们也将有些方法声明为private，这些方法大多是用于辅助完成某个功能的，它们并不是提供给外部用户调用的，而是用于内部逻辑的辅助实现。声明为private的方法（即私有的方法），也不能在类的外部被访问，我们看代码4.23。

在Fish类中定义了一个私有的方法log，它负责在每次swim方法被调用的时候都做一个记录。在Fish类的内部，可以随意访问log方法，但是在类的外部，就不能被访问了。

上述代码在main方法中提出了一个问题，这个问题也是很多新手没有搞明白的，特别是从C++转而学习Java的读者。按理说，fh.log（）这句代码相当于是在类的外部访问了私有方法，在编译时理应报错，但实际情况却是没有错误。这里容易让人迷惑的地方主要是main方法，main方法作为程序的入口方法，在Java程序中必须要放到一个类中，即使该方法跟这个类没有任何成员关系。上述代码的main方法在Fish类中，你也可以将它看成是Fish类的一个静态方法，fh.log（）的调用仍然是在Fish类的内部完成的，所以编译时并不会报错。如果你将main方法移到Animal类中，在编译时，就会提示如图4-4所示的错误信息。

读者可以思考一下，在子类中能不能访问父类中的私有方法？能不能覆盖私有方法？要注意，私有的成员只能在该类的内部被访问，子类也算类的外部，所以是不能访问的，自然也就不能被覆盖了。

我们看代码4.24，其在编译时，会提示如图4-5所示的错误。

关于更多的访问说明符，请读者参看第5章。