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什么是封装，Java封装详解

封装（Encapsulation）是面向对象的三大特征之一，指的是将对象的状态信息隐藏在对象内部，不允许外部程序直接访问，而是通过该类所提供的方法来实现对内部信息的操作和访问。

封装性符合程序设计中“高内聚，低耦合”的要求。高内聚就是类的内部数据操作由自己完成，不允许外部干涉；低耦合是指仅提供少量的方法供外部使用，尽量方便外部调用。

对一个类或对象实现良好的封装具有以下几点好处。
Java 的封装性是通过对成员变量和方法进行访问控制实现的。访问控制分为 4 个级别，从低到高的顺序为私有级别、默认级别、保护级别和公有级别。其中，默认级别没有关键字修饰，通常表示为 default。访问控制级别如下表所示。

表：访问控制级别
访问范围 私有级别 默认级别 保护级别 公有级别
同一个类中 √ √ √ √
同一个包中   √ √ √
非同包子类中     √ √
其他位置       √

下面对这 4 个访问控制级别进行详细介绍。

1) 私有级别

私有级别即当前类访问权限，使用 private 修饰的成员变量和方法只能在其所在类的内部自由使用，在其他的类中不允许直接访问。

私有级别的限制性最高。显然，这个访问控制符用于修饰成员变量最合适，因为使用它修饰成员变量可以把成员变量隐藏在该类的内部。

2) 默认级别

默认级别没有关键字。也就是说，在没有明确地添加访问控制符时，使用的就是默认级别。

默认级别的成员变量和方法，可以在其所在类内部和同一个包的其他类中被直接访问，所以是“包访问权限”，或者称为“友好的”，但在不同包的类中不允许直接访问。

3) 保护级别

保护级别是子类访问权限，在同一个包中完全与默认级别一样，但是不同包中的子类能够继承父类的 protected 变量和方法，这就是所谓的保护级别，“保护”就是保护某个类的子类都能继承该类的变量和方法。

在一般情况下，如果在一个类中使用 protected 来修饰一个方法，那么希望其子类来重写这个方法。

4) 公有级别

这是最宽松的一种访问控制等级。

公有级别的成员变量和方法可以被该项目的所有包中的所有类访问，不管访问类和被访问类是否处于同一个包中，以及是否具有父子继承关系。

访问控制符用于控制一个类的成员是否可以被其他类访问，但对于局部变量来说，其作用域就是它所在的方法，不可能被其他类访问，因此不能使用访问控制符来修饰。

下面通过实例来介绍使用合理的访问控制符定义一个类，以及类具有的良好的封装性的好处。

【实例】访问控制符的应用（使类具有良好的封装性）。 
package chapter3;

class Student {
    // 使用private修饰两个成员变量，将它们隐藏起来
    private String name;
    private int age;

    // 提供方法操作成员变量name
    public String getName() {
        return name;
    }

    // 执行合理性校验，要求姓名的长度为2～8个字符
    public void setName(String name) {
        if (name.length() < 2 || name.length() > 8) {
            System.out.println("输入的姓名不合理");
            return;
        } else {
            this.name = name;
        }
    }

    // 提供方法操作成员变量age
    public int getAge() {
        return age;
    }

    // 执行合理性校验，要求年龄在40岁以内，不能是负数
    public void setAge(int age) {
        if (age <= 0 || age > 40) {
            System.out.println("输入的年龄值不合理");
            return;
        } else {
            this.age = age;
        }
    }
}
public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        Student student = new Student();
        student.setAge(80);
        System.out.println("未能成功设置age成员变量时的值是：" + student.getAge());
        student.setAge(20);
        System.out.println("成功设置age成员变量时的值是：" + student.getAge());
        student.setName("张");
        System.out.println("未能成功设置name成员变量时的值是：" + student.getName());
        student.setName("张三");
        System.out.println("成功设置name成员变量时的值是：" + student.getName());
    }
}
运行结果为：

输入的年龄值不合理
未能成功设置age成员变量时的值是：0
成功设置age成员变量时的值是：20
输入的姓名不合理
未能成功设置name成员变量时的值是：null
成功设置name成员变量时的值是：张三

在上述代码中，Student 类的两个成员变量 name 和 age 是使用 private 修饰的，只有在 Student 类中才可以直接操作和访问。因此，若在主类 Test 的 main() 方法中有 student.age=20；，则会出现编译错误。所以，只能通过各自对应的 setter/getter 方法来操作这两个实例变量的值。允许程序员在 setter 方法中加入控制逻辑，即条件分支语句，从而保证 Student 对象的两个实例变量 name 和 age 的值在合理的范围内。

为了使类有更好的封装性，在使用访问控制符时一般遵循以下基本原则：

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