java-封装

Java 封装

在面向对象程式设计方法中，封装（英语：Encapsulation）是指一种将抽象性函式接口的实现细节部份包装、隐藏起来的方法。

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外部类定义的代码随机访问。

要访问该类的代码和数据，必须通过严格的接口控制。

封装最主要的功能在于我们能修改自己的实现代码，而不用修改那些调用我们代码的程序片段。

适当的封装可以让程式码更容易理解与维护，也加强了程式码的安全性。

封装的优点

• 1. 良好的封装能够减少耦合。

• 2. 类内部的结构可以自由修改。

• 3. 可以对成员变量进行更精确的控制。

• 4. 隐藏信息，实现细节。

实现Java封装的步骤

1. 修改属性的可见性来限制对属性的访问（一般限制为private），例如：

public class Person {
    private String name;
    private int age;
}
这段代码中，将 name 和 age 属性设置为私有的，只能本类才能访问，其他类都访问不了，如此就对信息进行了隐藏。

2. 对每个值属性提供对外的公共方法访问，也就是创建一对赋取值方法，用于对私有属性的访问，例如：

public class Person{
    private String name;
    private int age;
​
    public int getAge(){
      return age;
    }
​
    public String getName(){
      return name;
    }
​
    public void setAge(int age){
      this.age = age;
    }
​
    public void setName(String name){
      this.name = name;
    }
}
采用 this 关键字是为了解决实例变量（private String name）和局部变量（setName(String name)中的name变量）之间发生的同名的冲突。

实例

让我们来看一个java封装类的例子：

EncapTest.java 文件代码：
/* 文件名: EncapTest.java */
public class EncapTest{
 
   private String name;
   private String idNum;
   private int age;
 
   public int getAge(){
      return age;
   }
 
   public String getName(){
      return name;
   }
 
   public String getIdNum(){
      return idNum;
   }
 
   public void setAge( int newAge){
      age = newAge;
   }
 
   public void setName(String newName){
      name = newName;
   }
 
   public void setIdNum( String newId){
      idNum = newId;
   }
}
以上实例中public方法是外部类访问该类成员变量的入口。

通常情况下，这些方法被称为getter和setter方法。

因此，任何要访问类中私有成员变量的类都要通过这些getter和setter方法。

通过如下的例子说明EncapTest类的变量怎样被访问：

RunEncap.java 文件代码：
/* F文件名 : RunEncap.java */
public class RunEncap{
   public static void main(String args[]){
      EncapTest encap = new EncapTest();
      encap.setName("James");
      encap.setAge(20);
      encap.setIdNum("12343ms");
 
      System.out.print("Name : " + encap.getName()+ 
                             " Age : "+ encap.getAge());
    }
}
以上代码编译运行结果如下:

Name : James Age : 20

Java 接口

接口（英文：Interface），在JAVA编程语言中是一个抽象类型，是抽象方法的集合，接口通常以interface来声明。一个类通过继承接口的方式，从而来继承接口的抽象方法。

接口并不是类，编写接口的方式和类很相似，但是它们属于不同的概念。类描述对象的属性和方法。接口则包含类要实现的方法。

除非实现接口的类是抽象类，否则该类要定义接口中的所有方法。

接口无法被实例化，但是可以被实现。一个实现接口的类，必须实现接口内所描述的所有方法，否则就必须声明为抽象类。另外，在 Java 中，接口类型可用来声明一个变量，他们可以成为一个空指针，或是被绑定在一个以此接口实现的对象。

接口与类相似点：

• 一个接口可以有多个方法。
• 接口文件保存在 .java 结尾的文件中，文件名使用接口名。
• 接口的字节码文件保存在 .class 结尾的文件中。
• 接口相应的字节码文件必须在与包名称相匹配的目录结构中。

接口与类的区别：

• 接口不能用于实例化对象。
• 接口没有构造方法。
• 接口中所有的方法必须是抽象方法。
• 接口不能包含成员变量，除了 static 和 final 变量。
• 接口不是被类继承了，而是要被类实现。
• 接口支持多继承。

接口特性

• 接口中每一个方法也是隐式抽象的,接口中的方法会被隐式的指定为 public abstract（只能是 public abstract，其他修饰符都会报错）。
• 接口中可以含有变量，但是接口中的变量会被隐式的指定为 public static final 变量（并且只能是 public，用 private 修饰会报编译错误）。
• 接口中的方法是不能在接口中实现的，只能由实现接口的类来实现接口中的方法。

抽象类和接口的区别

• 1. 抽象类中的方法可以有方法体，就是能实现方法的具体功能，但是接口中的方法不行。
• 2. 抽象类中的成员变量可以是各种类型的，而接口中的成员变量只能是 public static final 类型的。
• 3. 接口中不能含有静态代码块以及静态方法(用 static 修饰的方法)，而抽象类是可以有静态代码块和静态方法。
• 4. 一个类只能继承一个抽象类，而一个类却可以实现多个接口。

接口的声明

接口的声明语法格式如下：

[可见度] interface 接口名称 [extends 其他的接口名名] {
        // 声明变量
        // 抽象方法
}
Interface关键字用来声明一个接口。下面是接口声明的一个简单例子。

NameOfInterface.java 文件代码：
/* 文件名 : NameOfInterface.java */
import java.lang.*;
//引入包
 
public interface NameOfInterface
{
   //任何类型 final, static 字段
   //抽象方法
}

接口有以下特性：

• 接口是隐式抽象的，当声明一个接口的时候，不必使用abstract关键字。
• 接口中每一个方法也是隐式抽象的，声明时同样不需要abstract关键字。
• 接口中的方法都是公有的。

实例
Animal.java 文件代码：
/* 文件名 : Animal.java */
interface Animal {
   public void eat();
   public void travel();
}

接口的实现

当类实现接口的时候，类要实现接口中所有的方法。否则，类必须声明为抽象的类。

类使用implements关键字实现接口。在类声明中，Implements关键字放在class声明后面。

实现一个接口的语法，可以使用这个公式：...implements 接口名称[, 其他接口名称, 其他接口名称..., ...] ...

实例
MammalInt.java 文件代码：
/* 文件名 : MammalInt.java */
public class MammalInt implements Animal{
 
   public void eat(){
      System.out.println("Mammal eats");
   }
 
   public void travel(){
      System.out.println("Mammal travels");
   } 
 
   public int noOfLegs(){
      return 0;
   }
 
   public static void main(String args[]){
      MammalInt m = new MammalInt();
      m.eat();
      m.travel();
   }
}
以上实例编译运行结果如下:

Mammal eats
Mammal travels

重写接口中声明的方法时，需要注意以下规则：

• 类在实现接口的方法时，不能抛出强制性异常，只能在接口中，或者继承接口的抽象类中抛出该强制性异常。
• 类在重写方法时要保持一致的方法名，并且应该保持相同或者相兼容的返回值类型。
• 如果实现接口的类是抽象类，那么就没必要实现该接口的方法。

在实现接口的时候，也要注意一些规则：

• 一个类可以同时实现多个接口。
• 一个类只能继承一个类，但是能实现多个接口。
• 一个接口能继承另一个接口，这和类之间的继承比较相似。

接口的继承

一个接口能继承另一个接口，和类之间的继承方式比较相似。接口的继承使用extends关键字，子接口继承父接口的方法。

下面的Sports接口被Hockey和Football接口继承：

// 文件名: Sports.java
public interface Sports
{
   public void setHomeTeam(String name);
   public void setVisitingTeam(String name);
}
 
// 文件名: Football.java
public interface Football extends Sports
{
   public void homeTeamScored(int points);
   public void visitingTeamScored(int points);
   public void endOfQuarter(int quarter);
}
 
// 文件名: Hockey.java
public interface Hockey extends Sports
{
   public void homeGoalScored();
   public void visitingGoalScored();
   public void endOfPeriod(int period);
   public void overtimePeriod(int ot);
}
Hockey接口自己声明了四个方法，从Sports接口继承了两个方法，这样，实现Hockey接口的类需要实现六个方法。

相似的，实现Football接口的类需要实现五个方法，其中两个来自于Sports接口。

接口的多继承

在Java中，类的多继承是不合法，但接口允许多继承。

在接口的多继承中extends关键字只需要使用一次，在其后跟着继承接口。 如下所示：

public interface Hockey extends Sports, Event

以上的程序片段是合法定义的子接口，与类不同的是，接口允许多继承，而 Sports及 Event 可能定义或是继承相同的方法

标记接口

最常用的继承接口是没有包含任何方法的接口。

标记接口是没有任何方法和属性的接口.它仅仅表明它的类属于一个特定的类型,供其他代码来测试允许做一些事情。

标记接口作用：简单形象的说就是给某个对象打个标（盖个戳），使对象拥有某个或某些特权。

例如：java.awt.event 包中的 MouseListener 接口继承的 java.util.EventListener 接口定义如下：

package java.util;
public interface EventListener
{}

没有任何方法的接口被称为标记接口。标记接口主要用于以下两种目的：

• 建立一个公共的父接口：

  正如EventListener接口，这是由几十个其他接口扩展的Java API，你可以使用一个标记接口来建立一组接口的父接口。例如：当一个接口继承了EventListener接口，Java虚拟机(JVM)就知道该接口将要被用于一个事件的代理方案。

• 向一个类添加数据类型：

  这种情况是标记接口最初的目的，实现标记接口的类不需要定义任何接口方法(因为标记接口根本就没有方法)，但是该类通过多态性变成一个接口类型。

java 包(package)

为了更好地组织类，Java 提供了包机制，用于区别类名的命名空间。

包的作用

• 1、把功能相似或相关的类或接口组织在同一个包中，方便类的查找和使用。

• 2、如同文件夹一样，包也采用了树形目录的存储方式。同一个包中的类名字是不同的，不同的包中的类的名字是可以相同的，当同时调用两个不同包中相同类名的类时，应该加上包名加以区别。因此，包可以避免名字冲突。

• 3、包也限定了访问权限，拥有包访问权限的类才能访问某个包中的类。

Java 使用包（package）这种机制是为了防止命名冲突，访问控制，提供搜索和定位类（class）、接口、枚举（enumerations）和注释（annotation）等。

包语句的语法格式为：package pkg1[．pkg2[．pkg3…]];

例如,一个Something.java 文件它的内容

package net.java.util;
public class Something{
   ...
}

那么它的路径应该是 net/java/util/Something.java 这样保存的。 package(包) 的作用是把不同的 java 程序分类保存，更方便的被其他 java 程序调用。

一个包（package）可以定义为一组相互联系的类型（类、接口、枚举和注释），为这些类型提供访问保护和命名空间管理的功能。

以下是一些 Java 中的包：

• java.lang-打包基础的类
• java.io-包含输入输出功能的函数

开发者可以自己把一组类和接口等打包，并定义自己的包。而且在实际开发中这样做是值得提倡的，当你自己完成类的实现之后，将相关的类分组，可以让其他的编程者更容易地确定哪些类、接口、枚举和注释等是相关的。

由于包创建了新的命名空间（namespace），所以不会跟其他包中的任何名字产生命名冲突。使用包这种机制，更容易实现访问控制，并且让定位相关类更加简单。

创建包

创建包的时候，你需要为这个包取一个合适的名字。之后，如果其他的一个源文件包含了这个包提供的类、接口、枚举或者注释类型的时候，都必须将这个包的声明放在这个源文件的开头。

包声明应该在源文件的第一行，每个源文件只能有一个包声明，这个文件中的每个类型都应用于它。

如果一个源文件中没有使用包声明，那么其中的类，函数，枚举，注释等将被放在一个无名的包（unnamed package）中。

例子
让我们来看一个例子，这个例子创建了一个叫做animals的包。通常使用小写的字母来命名避免与类、接口名字的冲突。

在 animals 包中加入一个接口（interface）：

Animal.java 文件代码：
/* 文件名: Animal.java */
package animals;
 
interface Animal {
   public void eat();
   public void travel();
}
接下来，在同一个包中加入该接口的实现：

MammalInt.java 文件代码：
package animals;
 
/* 文件名 : MammalInt.java */
public class MammalInt implements Animal{
 
   public void eat(){
      System.out.println("Mammal eats");
   }
 
   public void travel(){
      System.out.println("Mammal travels");
   } 
 
   public int noOfLegs(){
      return 0;
   }
 
   public static void main(String args[]){
      MammalInt m = new MammalInt();
      m.eat();
      m.travel();
   }
}
然后，编译这两个文件，并把他们放在一个叫做animals的子目录中。 用下面的命令来运行：

$ mkdir animals
$ cp Animal.class  MammalInt.class animals
$ java animals/MammalInt
Mammal eats
Mammal travel

import 关键字

为了能够使用某一个包的成员，我们需要在 Java 程序中明确导入该包。使用 "import" 语句可完成此功能。

在 java 源文件中 import 语句应位于 package 语句之后，所有类的定义之前，可以没有，也可以有多条，其语法格式为：

import package1[.package2…].(classname|*);

如果在一个包中，一个类想要使用本包中的另一个类，那么该包名可以省略。

例子
下面的 payroll 包已经包含了 Employee 类，接下来向 payroll 包中添加一个 Boss 类。Boss 类引用 Employee 类的时候可以不用使用 payroll 前缀，Boss类的实例如下。

Boss.java 文件代码：
package payroll;
 
public class Boss
{
   public void payEmployee(Employee e)
   {
      e.mailCheck();
   }
}
如果 Boss 类不在 payroll 包中又会怎样？Boss 类必须使用下面几种方法之一来引用其他包中的类。

使用类全名描述，例如：

payroll.Employee
用 import 关键字引入，使用通配符 "*"

import payroll.*;
使用 import 关键字引入 Employee 类:

import payroll.Employee;
注意：

类文件中可以包含任意数量的 import 声明。import 声明必须在包声明之后，类声明之前。

package 的目录结构

类放在包中会有两种主要的结果：

• 包名成为类名的一部分，正如我们前面讨论的一样。
• 包名必须与相应的字节码所在的目录结构相吻合。

下面是管理你自己 java 中文件的一种简单方式：

将类、接口等类型的源码放在一个文本中，这个文件的名字就是这个类型的名字，并以.java作为扩展名。例如：

// 文件名 :  Car.java
 
package vehicle;
 
public class Car {
   // 类实现  
}
接下来，把源文件放在一个目录中，这个目录要对应类所在包的名字。

....vehicleCar.java
现在，正确的类名和路径将会是如下样子：

类名 -> vehicle.Car

路径名 -> vehicleCar.java (在 windows 系统中)

通常，一个公司使用它互联网域名的颠倒形式来作为它的包名.例如：互联网域名是 runoob.com，所有的包名都以 com.runoob 开头。包名中的每一个部分对应一个子目录。

例如：有一个 com.runoob.test 的包，这个包包含一个叫做 Runoob.java 的源文件，那么相应的，应该有如下面的一连串子目录：

....com
unoob	estRunoob.java
编译的时候，编译器为包中定义的每个类、接口等类型各创建一个不同的输出文件，输出文件的名字就是这个类型的名字，并加上 .class 作为扩展后缀。 例如：

// 文件名: Runoob.java
 
package com.runoob.test;
public class Runoob {
      
}
class Google {
      
}
现在，我们用-d选项来编译这个文件，如下：

$javac -d . Runoob.java
这样会像下面这样放置编译了的文件：

.com
unoob	estRunoob.class
.com
unoob	estGoogle.class
你可以像下面这样来导入所有 com
unoob	est 中定义的类、接口等：

import com.runoob.test.*;
编译之后的 .class 文件应该和 .java 源文件一样，它们放置的目录应该跟包的名字对应起来。但是，并不要求 .class 文件的路径跟相应的 .java 的路径一样。你可以分开来安排源码和类的目录。

<path-one>sourcescom
unoob	estRunoob.java
<path-two>classescom
unoob	estGoogle.class
这样，你可以将你的类目录分享给其他的编程人员，而不用透露自己的源码。用这种方法管理源码和类文件可以让编译器和java 虚拟机（JVM）可以找到你程序中使用的所有类型。

类目录的绝对路径叫做 class path。设置在系统变量 CLASSPATH 中。编译器和 java 虚拟机通过将 package 名字加到 class path 后来构造 .class 文件的路径。

<path- two>classes 是 class path，package 名字是 com.runoob.test,而编译器和 JVM 会在 <path-two>classescom
unoob	est 中找 .class 文件。

一个 class path 可能会包含好几个路径，多路径应该用分隔符分开。默认情况下，编译器和 JVM 查找当前目录。JAR 文件按包含 Java 平台相关的类，所以他们的目录默认放在了 class path 中。

设置 CLASSPATH 系统变量

用下面的命令显示当前的CLASSPATH变量：

• Windows 平台（DOS 命令行下）：C:> set CLASSPATH
• UNIX 平台（Bourne shell 下）：# echo $CLASSPATH

删除当前CLASSPATH变量内容：

• Windows 平台（DOS 命令行下）：C:> set CLASSPATH=
• UNIX 平台（Bourne shell 下）：# unset CLASSPATH; export CLASSPATH

设置CLASSPATH变量:

• Windows 平台（DOS 命令行下）： C:> set CLASSPATH=C:usersjackjavaclasses
• UNIX 平台（Bourne shell 下）：# CLASSPATH=/home/jack/java/classes; export CLASSPATH