【Java】面向对象之封装

　　面向对象编程是对客观世界的模拟，客观世界里成员变量都是隐藏在对象内部的，外界无法直接操作和修改。封装可以被认为是一个保护屏障，防止该类的代码和数据被其他类随意访问。要访问该类的数据，必须通过指定的方式。适当的封装可以让代码更容易理解与维护，也加强了代码的安全性。

封装原则：将属性隐藏起来，若需要访问某个属性，提供公共方法对其访问。

封装操作——使用private关键字

一、private的含义

1. private是一个权限修饰符，代表最小权限。
2. 可以修饰成员变量和成员方法。
3. 被private修饰后的成员变量和成员方法，只在本类中才能访问。

二、private的使用

1.使用 private 修饰成员变量，代码如下：

public class Person {

    private String name; 

    private int age; 

}

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 male; 

    public void setMale(boolean b) {
        male = b;
    }

    //对于基本类型当中的boolean值，Getter方法一定要写成isXxx的形式，而setXxx规则不变。
    public boolean isMale() {
        return male;
    }

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

    public String getName() {
        return name;
    }

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

    public int getAge() {
        return age;
    }
}

一旦使用了private进行修饰，那么本类当中仍然可以随意访问。但是，超出了本类范围之外就不能再直接访问了。

间接访问private成员变量，就是定义一对儿Getter/Setter方法；必须叫setXxx或者是getXxx命名规则。

对于Getter来说，不能有参数，返回值类型和成员变量对应；

对于Setter来说，不能有返回值，参数类型和成员变量对应。　

3.this关键字

public class Person{

    private String name;
    private int age;

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

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

}

　　 仔细发现上面代码使用了成员变量和局部变量名称一致。经过测试你会发现成员变量赋值失败了。也就是说，在修改了 setXxx() 的形参变量名后，方法并没有给成员变量赋值！这是由于形参变量名与成员变量名重名，导致成员变量名被隐藏，方法中的变量名，无法访问到成员变量，从而赋值失败。所以，我们只能使用this关键字，来解决这个重名问题。

this的含义：this代表所在类的当前对象的引用（地址值），即对象自己的引用。方法被哪个对象调用，方法中的this就代表那个对象。即谁在调用，this就代表谁。

使用 this 修饰方法中的变量，解决成员变量被隐藏的问题，代码如下：

public class Person{

    private String name;
    private int age; 

    public String getName() {
        return name;
    }

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

    public int getAge() {
        return age;
    }

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

}

方法中只有一个变量名时，默认也是使用 this 修饰，可以省略不写。

构造方法

一、定义构造方法

　　当一个对象被创建时候，构造方法用来初始化该对象，给对象的成员变量赋初始值。

无论你与否自定义构造方法，所有的类都有构造方法，因为Java自动提供了一个无参数构造方法，一旦自己定义了构造方法，Java自动提供的默认无参数构造方法就会失效。

定义格式：

修饰符 类名称(参数列表){

　　// 方法体
}

构造方法的写法上，方法名与它所在的类名相同。它没有返回值，所以不需要返回值类型，甚至不需要void。使用构造方法后，代码如下：

public class Person{

    private String name;
    private int age; 

    public Person() {

    }

    public Person(String name, int age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
    }

}

注意事项:
　　1. 如果你不提供构造方法，系统会给出无参数构造方法。
　　2. 如果你提供了构造方法，系统将不再提供无参数构造方法。
　　3. 构造方法是可以重载的，既可以定义参数，也可以不定义参数。

二、JavaBean

　　JavaBean 是 Java语言编写类的一种标准规范。符合 JavaBean 的类，要求类必须是具体的和公共的，并且具有无参数的构造方法，提供用来操作成员变量的 set 和 get 方法。

public class ClassName{
    //成员变量
    //构造方法
    //无参构造方法【必须】
    //有参构造方法【建议】
    //成员方法
    //getXxx()
    //setXxx()
}

编写符合 JavaBean 规范的类，以Person类为例，标准代码如下：

public class Person{

    private String name;
    private int age; 

    // 无参构造方法
    public Person() {
        // 方法体
    }

    // 有参构造方法
    public Person(String name, int age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
        // 方法体
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

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

    public int getAge() {
        return age;
    }

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

}

static关键字

关于 static 关键字的使用，它可以用来修饰的成员变量和成员方法，被修饰的成员是属于类的，而不是单单是属于某个对象的。也就是说，既然属于类，就可以不靠创建对象来调用了。

一、类变量

1.定义类变量

当 static 修饰成员变量时，该变量称为类变量（也称为静态变量）。该类的每个对象都共享同一个类变量的值。任何对象都可以更改该类变量的值，但也可以在不创建该类的对象的情况下对类变量进行操作。

类变量：使用 static关键字修饰的成员变量也称为静态变量。

定义格式：static 数据类型 变量名;

定义一个学生类，让学生学号自增？这样我们就需要一个变量，与单独的每一个学生对象无关，而是与整个班级同学数量有关。所以，我们可以定义一个静态变量实现数据共享。代码如下：

public class Student {

    private int id; // 学号
    private String name; // 姓名
    private int age; // 年龄
    static String room; // 所在教室
    private static int idCounter = 0; // 学号计数器，每当new了一个新对象的时候，计数器++

    public Student() {
        this.id = ++idCounter;
    }

    public Student(String name, int age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
        this.id = ++idCounter;
    }

    public int getId() {
        return id;
    }

    public void setId(int id) {
        this.id = id;
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

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

    public int getAge() {
        return age;
    }

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

}

2.使用类变量

类名.类变量名；

二、类方法

1.定义类方法

当 static 修饰成员方法时，该方法称为类方法 （也叫做静态方法）。静态方法在声明中有 static ，建议使用类名来调用，而不需要创建类的对象。调用方式非常简单。

类方法：使用 static关键字修饰的成员方法，习惯称为静态方法。

定义格式：修饰符 static 返回值类型 方法名 (参数列表){ }

如在Student类中顶一个showInfo的静态方法，代码如下：

public static void showNum() {
    System.out.println("num:" + idCounter);
}

2.使用类方法

类名.静态方法名(参数)；

静态方法调用的注意事项：

1. 静态方法可以直接访问类变量和静态方法。
2. 静态方法不能直接访问普通成员变量或成员方法。反之，成员方法可以直接访问类变量或静态方法。
3. 静态方法中，不能使用this关键字。

被static修饰的成员（不管是类变量还是类方法）可以并且建议通过类名直接访问。虽然也可以通过对象名访问静态成员，原因即多个对象均属于一个类，共享使用同一个静态成员，但是不建议，会出现警告信息。

public class Xiaohei {
    public static void main(String[] args) {
        // 访问类变量
        System.out.println(Student.idCounter);
        // 调用静态方法
        Student.showNum();
    }
}

三、静态原理图解

static 修饰的内容：

1. 是随着类的加载而加载的，且只加载一次。
2. 存储于一块固定的内存区域（静态区），所以，可以直接被类名调用。
3. 它优先于对象存在，所以，可以被所有对象共享。

因为在内存当中是【先】有的静态内容，【后】有的非静态内容，所以这也是为什么静态不能直接访问非静态。

四、静态代码块

静态代码块：定义在成员位置，使用static修饰的代码块{ }。
位置：类中方法外。
执行：随着类的加载而执行且执行一次，优先于main方法和构造方法的执行。

格式：

public class ClassName{
    static {
        // 执行语句
    }
}

作用：给类变量进行初始化赋值。用法演示，代码如下：

public class Game {
    public static int number;
    public static ArrayList<String> list;
    static {
        // 给类变量赋值
        number = 2;
        list = new ArrayList<String>();
        // 添加元素到集合中
        list.add("张三");
        list.add("李四");
    }
}

五、总结

static 关键字，可以修饰变量、方法和代码块。在使用的过程中，其主要目的还是想在不创建对象的情况下去调用方法。