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java 为什么有private关键字?

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Java 的 `private` 关键字:隐藏的守护者

想象一下,你在经营一家精心制作的糕点店。店里最美味的招牌蛋糕,其配方是成功的关键,你自然不会轻易公开给竞争对手,对吧?你只希望自己信任的糕点师知道如何制作,并且知道在什么时候、以什么样的方式使用这些食材。这就是 `private` 关键字在 Java 中的核心作用——信息隐藏和封装。

为什么需要 `private`?

在编程世界里,`private` 的出现并非多此一举,而是为了解决一系列根本性的问题,确保代码的健壮性、可维护性和安全性。让我为你抽丝剥茧,深入剖析 `private` 的重要性:

1. 保护数据的完整性,防止意外的破坏

这是 `private` 最直接也是最重要的目的。如果你将一个类中的数据(也就是成员变量或属性)设置为 `public`,那么任何地方的代码都可以随意地读取、修改甚至删除这些数据。这就像允许任何人走进你的厨房,随便往面粉里加盐,或者直接把糖罐打翻一样。结果可能是灾难性的:

意外修改: 其他代码可能在你不经意间,改变了某个关键变量的值,导致程序出现难以追踪的错误。例如,一个 `User` 对象中的 `age` 属性,如果 `public`,那么其他类可以随意将其设置为负数,这显然是不合理的。
无效状态: 数据被修改成了一个无效或不符合业务逻辑的状态,从而引发后续的连锁反应。比如,一个 `BankAccount` 的 `balance` 被直接减去了比当前余额还多的金额,这会导致账户出现负余额,这在金融系统中是不可接受的。

通过将成员变量声明为 `private`,你创建了一个“安全区”。只有在类内部,由这个类自己编写的方法来访问和修改这些变量。这就好比你只允许你的糕点师使用厨房里的特定工具和食材,并且按照你的食谱来操作。

2. 实现封装,将数据与行为紧密结合

封装(Encapsulation)是面向对象编程(OOP)的三大特性之一(另外两个是继承和多态)。它指的是将数据(属性)和操作这些数据的方法(行为)捆绑在一个单元(类)中,并对外部隐藏其实现细节。`private` 是实现封装的关键机制。

隐藏实现细节: 当一个类被设计成 `private` 其内部变量时,它的使用者并不需要关心这些变量是如何存储的,或者它们是如何被修改的。他们只需要知道如何通过类提供的公共方法(getter 和 setter)来获取或设置这些数据。这就像你购买了一台电脑,你只需要知道如何开机关机、使用软件,而不需要了解 CPU 的具体工作原理、内存是如何分配的。
降低耦合度: 封装使得类与类之间相互依赖性降低。如果一个类的内部实现发生了变化(比如修改了某个私有变量的命名,或者改变了存储方式),只要其公共接口(即公共方法)保持不变,其他依赖于它的类就不需要做任何修改。这极大地提高了代码的可维护性和灵活性。

举个例子:一个 `Car` 类可能有一个 `speed` 的私有变量。你通过 `accelerate()` 和 `brake()` 方法来改变速度,而不是直接去修改 `speed`。当你想知道速度时,调用 `getSpeed()`。即使有一天,你想用一种更精细的方式来控制速度变化(比如加入一个平滑过渡的逻辑),你只需要修改 `accelerate()` 和 `brake()` 方法内部的代码,而使用 `Car` 类的其他代码丝毫不受影响。

3. 控制数据访问的逻辑,增加灵活性和安全性

`private` 关键字并不仅仅是简单的“隐藏”。它允许你在类内部编写更精细的数据访问控制逻辑。

数据校验: 在 `setter` 方法中,你可以添加各种校验逻辑,确保被设置的数据是合法的。比如,在设置 `age` 时,可以检查是否大于等于零;在设置 `email` 时,可以检查是否符合邮箱格式。这样,即使外部尝试通过 `setter` 方法设置无效数据,也能被及时阻止。
计算或转换: 在 `getter` 方法中,你甚至可以执行一些计算或转换后再返回数据。例如,一个 `User` 对象可能有 `firstName` 和 `lastName` 两个私有变量,你可以提供一个 `getFullName()` 的公共方法,它在内部将这两个私有变量拼接起来,返回完整的姓名。
限制访问时机: 有些数据可能只应该在特定的条件下才能被访问或修改。通过私有变量配合私有方法或受保护的公共方法,可以实现这些复杂的逻辑。

4. 隔离错误,方便调试

当代码中的某个错误出现时,如果许多数据都是 `public` 的,你就很难确定是哪个部分的代码错误地修改了数据。但如果数据是 `private` 的,并且只能通过特定的方法来访问,那么当出现问题时,你可以更容易地定位到是哪个方法中的逻辑出了问题,或者是在调用该方法时传入了不正确的值。

`private` 的使用场景概览:

内部状态的保护: 任何不应该被外部直接修改的成员变量,都应该声明为 `private`。
实现类内部的辅助方法: 那些只在类内部使用的、为了实现某个公共功能而存在的私有方法,也应该声明为 `private`。这些方法是类内部的“细节”,不应该暴露给外部。
保护常量(虽然不常见但可行): 有时,一些在类内部使用的、不会改变的常量,也可以设置为 `private static final`,以进一步限制其可见性。

总结:

`private` 关键字是 Java 中实现信息隐藏和封装的基石。它不是为了“不让别人看到”,而是为了:

1. 保护数据的完整性,防止被随意修改。
2. 实现封装,将数据和行为绑定,降低代码的耦合度。
3. 控制数据访问,允许在类内部添加校验和逻辑。
4. 隔离错误,简化调试过程。

就像一个精密的机械装置,内部的齿轮和传动结构对外是隐藏的,你只需要知道如何通过外部的按钮和旋钮来操作,而不需要关心内部是如何运作的。`private` 就是那个隐藏内部运作的关键。正是有了 `private`,我们才能构建出更加健壮、灵活和易于维护的 Java 程序。

网友意见

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修改可控你能理解吗???在不触发另一个操作的情况下,去修改变量。

private关键字

(1)修饰成员:可以修饰成员变量和成员方法

(2)特点:被private修饰的后的成员只能在本类中被访问

(3)private的应用:定义类的时候,当把成员变量给private修饰时,需提供对应的getXxx()和setXxx()方法 ,这样提高了数据的安全性。

学生类

       public class student {     String name;     private int age;      //提供get和set方法     public void setAge(int a){        // age=a;         if (a<0 || a>120){             System.out.println("你给的年龄有误");         }else{             age=a;         }     }     public int getAge(){         return age;     }      public void show(){         System.out.println(name+","+age);     } }      

学生测试类

       public class studentDemo {     public static void main(String[] args){         student p=new student();          p.name="小明";         p.setAge(-30);         p.show();     } }      

还是扎扎实实先把基础学好吧。

一些知乎最新上线的Java课程推荐:

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没有人说到关键点,因为这里混杂了一大堆问题。事实上从C#的角度看就很清晰了……

简单的来说,private的作用是声明一个成员不是接口。而getter和setter存在的意义是,field是不能作为interface的成员的,getter和setter的本质问题就在这里,interface只能包含行为定义,而不能包含资产定义。这个事情可以认为是实现和理论的一个妥协。当然标准答案是什么setter可以增加校验逻辑之类,但是其实解释不了有些对象的成员就百分之百的永远没有校验逻辑,例如DAO。为啥还一定要设计getter和setter。

我为什么说这是实现和理论的妥协呢?很简单,我们是不是可以抽离变量定义的语义和变量访问的语义呢?当然可以,但是这样一来,你设计出来的语法就会无限接近C#的自动属性,最后JIT编译器加个优化把setter和getter优化掉,这不就完了?


爪机,我就不说太细了,我知道能看懂的没几个,有时间再给你们掰碎了讲……


其实按照Java的设计逻辑,就不应该允许public field出现才是,估计也是为了顾及性能/没想清楚。语言方面Java就是屎。所以我经常说,你要真的想搞清楚Java,你得去看C#的设计,才能深刻理解Java……


稍微解释下上文中出现的资产语义是什么意思,这个词是我造的,但不是我要装逼是我没找到合适的词。简单说资产就是说,这个对象实例在内存里面拥有的槽位。field为什么是资产,因为定义一个filed,那么所有的该类型的对象实例都会有这个field的槽位。但是方法不会有,field的资产语义和访问语义是指,private int a,预留了一个槽位存放一个整形值(资产语义)并且只有定义a的类型的成员代码,可以通过a来获取和设置值(访问语义)

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private不是不让修改,是使修改可控。

一个简单例子就是:如果你修改某个变量的同时必须触发另外一个操作,那么用setter就直接在setter里边加代码就行,直接访问变量就无法实现。

另外一个简单例子是:假如你规定禁止把它修改为某个值,可以在setter内直接返回,并不修改实际变量的值。

当然,某些语言有直接访问变量就能触发读写函数的语法糖,这样一来确实可以不用。

不过java当初不是没有属性么,所以就只能用getter setter了。

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请复习面向对象三大特性并理解其含义

吃完一盒烤鸭了,来啰嗦一下吧:

我就不讲课本上明确写的那些了,先从面向对象本身这里说吧。

面向对象构造的类,对外部应该是一个黑盒:你能看到我给你的部分,但是你不知道内部构造。就好像所谓画虎画皮难画骨,知人知面不知心。

有些人的疑惑在于,那你搞那么多getter、setter的意义在哪里?这有点历史了。如果按照它原来这个概念来做东西的话,这个类是一个比较完善的类,正如你最初学java时,比如写一个鸟的类,会在里面写一个比如public void sing(){ System.out.println("鸟在唱歌");}。那既然可以这么干,实际上在getter、setter里面也是可以混入业务代码的。当然,这个问题还能涉及到现在很少有人重写的“equals”“toString”“hashCode”等方法。它一开始的思路就是要你在类里面直接实现这些逻辑。按这个思路整下去,Enterprise Java Bean就出现了。

为了以防大家会迷惑,我再补充一个例子吧。如果按这个思路搞的话,现在有一个音箱类,你可以setVolume(35),但是实际上的是把电阻从10kΩ改成了4kΩ。后面这部分,应该是对外不可见的,也不知道的。

EJB是怎么从中坚力量到被冷落的,这个有兴趣可以去考古。长话短说的话,和上面那种思路相反的一种思想就是,只把这些基础类作为数据容器使用,自己并不管业务逻辑,它在业务逻辑中是被别人推动的。打个比方就是,一只鸟它不会叫,然后你可以逗它,你就认为它叫了。这和上面不一样的地方就出现了,最初是直接去调用鸟唱歌的方法;现在你有个神奇的笼子,你把鸟放进去,然后笼子改变了鸟的音量、频率,于是鸟“叫”了。于是,这种情况下,鸟不需要“方法”了,它只需要属性。而这样的东西,被称作Plain Ordinary Java Object。

因为现在可能一上来,老师也给你讲不明白,就让你写POJO,确实不太容易理解它到底是怎么变成这样的。

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