Java面向对象核心：封装、访问权限、final、静态域与静态方法详解

摘要本文结合《Java核心技术》ParamTest参数传递示例讲解封装思想、类访问权限、私有方法、final域、静态域、静态方法、工厂方法帮你搞懂面向对象基础重点与易错坑点。标签#Java #面向对象 #封装 #static #final一、封装思想数据隐藏封装 私有数据 公开访问器/修改器方法核心将实例域私有化private外部不能直接访问字段只能通过类提供的get/set方法操作内部数据保护内部状态隔离实现与调用。classEmployee{// 私有实例域外部类无法直接访问privateDatehireDay;// 访问器get方法向外返回私有字段publicDategetHireDay(){returnhireDay;}// 修改器set方法可以在这里做参数校验publicvoidsetHireDay(DatehireDay){this.hireDayhireDay;}}⚠️注意坑如果直接返回引用类型对象return hireDay;外部拿到对象引用可以修改对象内部属性会破坏封装正确做法返回对象副本return new Date(hireDay.getTime());二、基于类的访问权限private修饰的成员只有本类内部可以访问不管是不是同一个对象。同一个类的不同对象可以互相访问对方的private私有成员。1. 私有方法 private使用private修饰方法只允许本类内部调用。设计思路把内部工具辅助方法私有化对外不暴露。如果一个方法是实现细节不需要外部调用就设置为private一旦业务变更可以直接删除修改不会影响外部调用代码。2. final 实例域final修饰实例域表示引用本身不可变但不代表引用指向的内容不可变。基本类型final域值完全不可修改privatefinalintage18;// age 20; //编译报错基本类型final赋值后不能修改不可变类对象final域对象本身不能改变状态比如Stringfinal String name 张三;name引用永远指向这个字符串字符串本身也无法修改。数组/可变对象的final重点易错finalint[]arr{5,7,4,2,0};// arr new int[3]; //❌编译报错引用地址不能改arr[0]100;//✅合法数组里面元素可以修改关键理解final锁住的是变量保存的地址值不是堆里面对象/数组的内容。final数组只是不能让arr指向另一个新数组数组内部元素依旧可以修改。三、静态域 static类变量普通实例域每new一个对象就会分配一份独立的实例域内存空间对象独有。static静态域属于类不属于任何实例全类所有对象共享同一块内存类加载完成就分配空间不需要new对象。示例代码classEmployee{//静态域nextId属于Employee类所有对象共享这一个变量privatestaticintnextId1;//实例域id每个Employee对象都有自己独立idprivateintid;}实例域new完对象之后堆中才开辟对象空间才有实例域。静态域类加载阶段就创建不依赖对象直接通过类名.静态变量访问。四、静态方法 static类方法静态方法属于类本身不属于对象实例。特点没有隐式this参数this代表当前对象静态方法没有对象不能使用this。可以直接访问本类的静态域、静态方法。❌静态方法不能直接访问实例域、实例方法实例域依赖对象。调用方式类名.静态方法()不需要new对象。经典例子Math.pow(x,a)Math类不需要实例化直接调用静态方法。//调用静态方法不需要new Math对象doubleresMath.pow(2,3);什么时候写静态方法工具方法不需要访问对象状态如Math工具类只需要访问静态域的方法this回顾实例方法执行流程必须先new创建对象堆开辟对象内存调用实例方法隐式传入thisthis指向这个对象通过this访问对象实例域。静态方法不走这套流程没有对象没有this。五、工厂方法静态工厂方法静态工厂方法使用static静态方法返回类的实例对象替代构造器new。优势方法可以有业务语义名字不像构造器名字固定只能是类名不需要每次调用都一定创建新对象可以缓存、复用对象可以返回子类对象。简单示例classPerson{privateStringname;//私有构造器外部不能直接new Person()privatePerson(Stringname){this.namename;}//工厂静态方法对外获取实例publicstaticPersongetInstance(Stringname){returnnewPerson(name);}}//外部调用不用new调用工厂方法PersonpPerson.getInstance(小明);六、拓展结合ParamTest案例理解参数传递Java核心技术源码完整源码来自《Java核心技术》ParamTest.java用来理解Java只有值传递辅助面向对象理解。/** * This program demonstrates parameter passing in Java. * version 1.00 2000-01-27 * author Cay Horstmann */publicclassParamTest{publicstaticvoidmain(String[]args){/* * Test 1: 方法不能修改基本数据类型参数 */System.out.println(Testing tripleValue:);doublepercent10;System.out.println(Before: percentpercent);tripleValue(percent);System.out.println(After: percentpercent);/* * Test 2: 方法可以修改对象参数的内部状态 */System.out.println(\nTesting tripleSalary:);EmployeeharrynewEmployee(Harry,50000);System.out.println(Before: salaryharry.getSalary());tripleSalary(harry);System.out.println(After: salaryharry.getSalary());/* * Test 3: 不能让对象参数引用指向新对象swap交换失败 */System.out.println(\nTesting swap:);EmployeeanewEmployee(Alice,70000);EmployeebnewEmployee(Bob,60000);System.out.println(Before: aa.getName());System.out.println(Before: bb.getName());swap(a,b);System.out.println(After: aa.getName());System.out.println(After: bb.getName());}//基本类型传参副本修改不影响外部变量publicstaticvoidtripleValue(doublex){x3*x;System.out.println(End of method: xx);}//传入对象引用副本可以修改对象内部成员publicstaticvoidtripleSalary(Employeex){x.raiseSalary(200);System.out.println(End of method: salaryx.getSalary());}//Java值传递swap无法交换两个外部对象publicstaticvoidswap(Employeex,Employeey){Employeetempx;xy;ytemp;System.out.println(End of method: xx.getName());System.out.println(End of method: yy.getName());}}classEmployee{privateStringname;privatedoublesalary;publicEmployee(Stringn,doubles){namen;salarys;}publicStringgetName(){returnname;}publicdoublegetSalary(){returnsalary;}publicvoidraiseSalary(doublebyPercent){doubleraisesalary*byPercent/100;salaryraise;}}三个测试结论基本类型参数方法拿到的是值副本修改副本外部变量完全不受影响。对象参数传递的是对象引用的副本副本和外部变量指向同一个堆对象方法内可以修改对象里面的成员状态。对象引用副本重新赋值只会改变副本不能改变外部变量的指向Java无法写swap交换两个对象。七、知识点总结表格概念修饰符核心特点实例域无/staticnew对象之后才有内存每个对象独立一份实例方法可以访问静态域static属于类类加载就分配内存所有对象共享无需要实例实例方法无/static隐式携带this依赖对象可以访问实例、静态成员静态方法static没有this不能访问实例域/实例方法类名直接调用final基本变量final赋值后值不能修改final引用变量final引用地址不可修改对象内部内容可修改封装private get/set私有化字段对外暴露方法保护内部数据静态工厂static方法替代构造器返回实例命名灵活、可缓存对象八、常见面试问题final int[] arr数组元素为什么可以修改final锁住的是数组引用地址不是堆内存数组内容不能让arr指向新数组但数组元素可改。static方法能不能使用this不能。静态方法属于类不依附对象this代表当前实例对象。Java到底是值传递还是引用传递Java全部是值传递。对象传递是把引用地址拷贝一份传给方法不是传递对象本身。private修饰的方法有什么意义封装内部实现细节只允许本类调用后续维护修改不影响外部代码。全文到此结束希望对你理解Java面向对象基础有所帮助。