封装、访问控制符与包及两种导入

1.封装

1）如果没有封装

如果没有封装，就可能出现虽然语法正常却不合乎常理的事情。如下代码：

public class Person {public String name;public int age;}public class PersonTest{public static void main(String[] args){Person person = new Person();person.name = "tad";person.age = 10000;System.out.println(person.name + ";" +person.age);}}

上面代码，虽然没有语法错误，但是Person的age却可以随便指定，甚至可以变为负数，在Java语法上，这是没有错误的，但是与常理却极其不符，正是基于此，封装是非常有必要的，正是基于此Java推荐将类属性进行封装。

2）封装定义

封装（Encapsulation）面向对象的四大（注：抽象、封装、继承、多态）特性之一，指的是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对象内部信息，而是通过类所提供的方法来实现对内部信息的访问与操作。

3）封装意义

（1）隐藏类实现细节

（2）类使用者只可以通过事先预定方法访问属性，从而可以在访问方法加入控制逻辑，限定对属性不合理访问。

（3）进行数据检查，利于保证对象信息完整性。

（4）便于修改，提高代码的可维护性。

4）封装要点

（1）把类的属性与实现细节隐藏，不允许外部直接访问。

（2）把类的方法暴露，让方法控制对属性的安全访问与操作。

（3）一个常常就是一个小的模块，设计时只让这个模块公开必须让外界知道的内容，而隐藏其它一切内容。模块设计追求高内聚（尽可能把模块的内部数据，功能实现细节隐藏在模块内部独立完成，不允许外部干预）、低耦合（仅暴露少量方法给外部）。

一句话总结：该藏的藏，该露的露。

2.访问控制符

上面说的封装是OO中普遍的概念，对于其在面向对象的语言都是有特定关键字来实现的，Java提供3个控制符（private、protected、public），外加没有访问控制符，共同构成了4个访问级别，以此来完成Java的封装功能。

1）访问控制级别排序

2）4访问控制符详解-外部类成员级别

（1）private

当前类访问权限，如果类成员（属性、方法、构造器等）使用private访问控制符修饰，则该成员只能在当前类内部被访问。显然，此访问修饰符用于修改属性最合适，可以把属性隐藏到类内部。

注：如果字段被private修饰，那么如果该字段想要被外部访问就必须提供其setter与getter方法。此处两点需要掌握：1.如果类中包含有xxx的属性，则其对应的getter与setter方法应该为getXxx()与setXxx()，即将原来字段名首字母大写并在前面增加get与set动词，变成getter与setter方法；2.如果一个Java类的每个字段都被private修饰，并为每个字段提供了public修饰的getter与setter方法，那么此类符合JavaBean规范，JavaBean总是封装良好的类。

（2）default

包访问权限，如果类成员（属性、方法、构造器）无访问修饰符修饰，则它具有包访问权限，default修饰的类成员可以被相同包下的其它类访问到。

（3）protected

子类访问权限，如果类成员（属性、方法、构造器）被protected控制符修饰，那么该成员即可以被同一包中其它类访问，同时外加被不同包的子类访问。通常情况下，如果使用protected修饰方法，通常是希望子类来重写此方法。

（4）public

公共访问权限，最宽松的访问控制级别，如果类成员（属性、方法、构造器等）被public修饰，那么此成员可以被任何类访问到，不管访问类与被访问类是否同一包、是否有继承关系。

（5）终级表格

注：访问控制符用于控制类成员是否可以被其它类访问，对于局部变量面言，其作用域是其所在方法，不可能被其它类访问，因此不可被其它类访问到。

（6）Person类案例

public class Person {//private修饰只能被本类成员，达到封装效果private String name;private int age;//name的getter方法public String getName() {return name;}//name的setter方法public void setName(String name) {this.name = name;}//age的getter方法public int getAge() {return age;}//age的setter，在此进行数据检查，保证对象完整性public void setAge(int age) {if(age >= 125 || age < 0){throw new IllegalArgumentException("Illegal age provided!");}this.age = age;}}public class PersonTest{public static void main(String[] args){Person person = new Person();person.setName("Tad");person.setAge(23);System.out.println(person.getName() + ";" +person.getAge());}}

3）default与public详解-接口成员级别

（1）default

（2）public

4）default与public详解-外部类与接口级别

对于外部类，也可以使用访问级别，但只可以使用两种访问级别，public与default，而不可以使用protected和private，原因是外部类没有处于任何类的内部，也就没有其所在类的内部、所在类的子类两个范围，从而private和protected没有意义。

（1）default

default修饰的类只能被相同包的其它类进行访问。

（2）public

被public修饰的外部类可以被所有类进行访问，如声明变量、创建实例。

注：如果一个Java源文件定义的类没有被public修饰，则该源文件的文件名可以是一切合法文件名；但如果Java源文件中定义了public修饰的类，则该源文件名必须与public修饰的类的类名相同；综合上述，一个源文件中不可以有两个public修饰的类。

4）访问控制符使用原则

（1）类里绝大多数字段都应该使用private修饰，只有一个static修饰的或类似全局变量的字段才可以被public修饰；除此之外，有些方法只用于辅助实现该类的其它方法（工具方法），这些方法也应该使用private修饰。

（2）如果某个类主要用做其他类的父类，该类里包含的大部分方法仅希望被其子类重写，而不想被外界调用，则应该使用protected修饰。

（3）希望暴露给其他类自由调用的方法应该使用public修饰，因为类的构造器通过使用public修饰，从而允许其它地方创建该类的实例。因为外部类通常希望被其它类自由使用，所以大部分外部类使用public修饰。

3.包

1）包原因

前面控制的访问控制符的控制范围好多是与包范围相关的，包产生的原因如下，JDK及Java软件开发商在开发软件时不可避免的需要开发大量类、接口、枚举等程序组件，当大量的类的组合在一起时，不可避免的就是涉及到重名的问题，如java.util.Date是一个日期类，而java.sql.Date也是日期类，如果两个类不在不同的包内，那么肯定就会造成类名冲突。正是基于此Java引入包机制，提供类的多层命令，解决类命令冲突与类文件管理问题，如同C#中命名空间。

2）包语法与命名规范

（1）包语法package

package语句必须作为源文件的第一条非注释性语句；一个源文件只能指定一个包，即只能包含一条package语句；该源文件可以定义多个类则这些类全部位于该包下；如果没有显式指定package语句，则处于默认包下，但注意在真正的开发中几乎不会把类、接口定义在默认包下

//第一句非注释性语句package me.tad.javase.oo;public class Hello {public static void main(String[] args) {System.out.println("Hello World");Hi.sayHi();}}class Hi{public static void sayHi(){System.out.println("Hi");}}

（2）包命名规范

①Java语法只要求包名是有效的标识符即可，但是从可读性规范解译，包名应该全部是小写字母，并且应该由一个或多个有意义的单词连接而成。

为防止可能出现包名冲突问题，通常把包命令为公司域名倒序形式，如com.baidu包及其子包下，在真正的实际开发中，如果公司下面还有其它项目，那么还最好com.baidu下建立项目子包，如com.baidu.newsapp；如果此项目还很大有很多模块，则②需要在项目子包下建立模块子包，如com.baidu.newsapp.connectors；如果该模块也很大，需要建立多个组件，此时需要在模块下以组件名再次建立子包，以此类推。

③除非在真的需要的情况，不要建立太多包，尽量不要发生一个包中只有一个类的情况，那样反而增加了类的管理难度。

3）包访问

①同一个包中的类可以自由访问，如上面示例，Hello与Hi类位于同一个包中，所以可以直接访问；

②如果不在同一包中，需要使用包前缀+类名方式访问。如下例：

package me.tad.javase.packtest;public class Hi {public static void sayHi(){System.out.println("Hi");}}/*****另一个类*****///第一句非注释性语句package me.tad.javase.oo;public class Hello {public static void main(String[] args) {System.out.println("Hello World");me.tad.javase.packtest.Hi.sayHi();}}

③现在特殊情况，如果两个包为父包与子包关系，则在父包类中访问子包时，需要写类的全类名（全部包名+类名），而不是省略父包部分，虽然父子包之间确实存在某种内存的逻辑关系，但它们在用法则不存在任何关系。

package me.tad.javase.oo.encapsulation;public class Hi {public static void sayHi(){System.out.println("Hi");}}/*另一个类*/package me.tad.javase.oo;public class Hello {public static void main(String[] args) {System.out.println("Hello World");//下面会报语法错误//encapsulation.Hi.sayHi();me.tad.javase.oo.encapsulation.Hi.sayHi();}}

④如果创建其它包类的实例，则在调用构造器时也需要使用包前缀，如下：

package me.tad.javase.oo;public class Hello {public static void main(String[] args) {me.tad.javase.packtest.Hi hi = new me.tad.javase.packtest.Hi();hi.sayHi();}}

4）JDK常用包

Java核心类都放在java包的子包下；Java的许多扩展类都放在javax包（x为extension）的子包下，按功能进行的子包划分。

java.lang：其中lang为language，这个包下放着java语言的核心类，如String、Thread、System、Runtime等与Java语言运行息息相关的类，此包特点是使用该包下的类无须使用import语句导入，系统会自动加载此包下所有类。

java.util：此包包含了java大量工具类、接口以及大名鼎鼎地集合框架，如Date、List、ArrayList等。

java.net：包含与java网络编程相关的类和接口。

java.io：包含与java输入、输出相关类和接口

java.text：包含与java格式化相关类和接口

java.sql：包含与JDBC数据库编程相关类和和接口

java.awt：包含抽象工具集（Abstract Window Toolkit）相关的类与接口中，主要用于构建GUI程序。

javax.swing：包含与Swing图形用户界面编程相关类、接口，用于构建平台无关的GUI程序。

4.导入

1）import

（1）import语法

上面的包访问方式是非常繁琐的，为简化编程，Java中引入import关键字。

import可以向某个java文件中导入指定包层次下某个类或全部类；import应该出现在package语句之后与类定义之前；一个源文件只能包含一个package，但可以包含多个import语句。

import既可以指定导入一个类；也可以指定某个包下所有类，当导入全部类时，需要使用到*，此*只能代表表，不能代表包，也就是说该包下的子包不会被连带导入。

//导入一个类import java.util.ArrayList;//导入java.util下的所有类、接口import java.util.*;

一旦使用import导入指定类后，源文件中就可以直接使用，而不需要编写全类名。如下：

package me.tad.javase.oo;import me.tad.javase.packtest.Hi;public class Hello {public static void main(String[] args) {Hi hi = new Hi();hi.sayHi();}}

（2）import三点注意

①import可以简化编程，但不是必须的，只要不怕麻烦写全类名。

②java默认所有源文件中导入java.lang包下所有类，因为此使用String、System、Math等类可以直接使用，而不需要导包。

③当源文件中，出现两个不同包中相同类名的类时，就必须使用全类名，如JDBC编程时，java.util.Date与java.sql.Date，此时就必须使用全类名，因为如果只写类名，编译器已经迷茫。

java.util.Date date = new java.util.Date();java.sql.Date sqlDate = new java.sql.Date(1000);

2）import static-静态导入

JDK1.5之后增加了静态导入，所谓静态导入就是导入指定类的某个静态字段、方法或者该类的全部静态字段与方法。

（1）语法

//静态导入某个静态字段或方法import static package.subpackage...ClassName.fieldName|methodName;//静态导入全部静态字段与方法import static package.subpackage...ClassName.*;

此处*又只能代表静态字段或方法名。

（2）位置

与import一样，也放在package语句之后、类定义之前，而import static与import两者之间没有任何顺序，不过习惯import static放在import之后。

（3）import与import static

import省略的是包名，import static不但省略包名还省略类名。

import与import static都是可以简化代码量，只是两者导入目标是不一样的，前者是导入的类，后者导入的是静态字段与方法。

package me.tad.javase.oo;import static java.lang.Math.*;public class StaticImport {public static void main(String[] args){System.out.println(PI);}}