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Java 中的访问修饰符：private 与 public

简介

在 Java 编程语言中，访问修饰符用于控制类、变量、方法和构造函数的访问级别。private 和 public 是两种最常用的访问修饰符，它们在决定代码的可访问性和封装性方面起着至关重要的作用。理解这两个修饰符的使用方法和最佳实践，对于编写健壮、安全且易于维护的 Java 代码至关重要。

目录

  1. 基础概念
    • private 修饰符
    • public 修饰符
  2. 使用方法
    • private 成员的使用
    • public 成员的使用
  3. 常见实践
    • 类的设计与封装
    • 库和 API 的设计
  4. 最佳实践
    • 遵循封装原则
    • 谨慎使用 public 成员
  5. 小结
  6. 参考资料

基础概念

private 修饰符

private 是一个访问修饰符，用于限制对类的成员（变量、方法、构造函数）的访问。被 private 修饰的成员只能在定义它们的类内部访问。这意味着其他类无法直接访问或修改这些成员，从而实现了数据的封装和隐藏。

public 修饰符

public 也是一个访问修饰符，但与 private 相反，它表示最高级别的可访问性。被 public 修饰的类、变量、方法和构造函数可以在任何地方被访问，只要它们在作用域内。public 成员通常用于提供类的外部接口，允许其他类与该类进行交互。

使用方法

private 成员的使用

public class MyClass {
    // 私有变量
    private int privateVariable;

    // 私有方法
    private void privateMethod() {
        System.out.println("This is a private method.");
    }

    // 公共方法，用于访问和修改私有变量
    public void setPrivateVariable(int value) {
        this.privateVariable = value;
    }

    public int getPrivateVariable() {
        return this.privateVariable;
    }
}

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        MyClass myObject = new MyClass();
        // 以下代码将无法编译，因为 privateVariable 是私有的
        // myObject.privateVariable = 10;

        // 可以通过公共方法访问和修改私有变量
        myObject.setPrivateVariable(10);
        int value = myObject.getPrivateVariable();
        System.out.println("Value of private variable: " + value);

        // 以下代码将无法编译，因为 privateMethod 是私有的
        // myObject.privateMethod();
    }
}

public 成员的使用

public class PublicClass {
    // 公共变量
    public int publicVariable;

    // 公共方法
    public void publicMethod() {
        System.out.println("This is a public method.");
    }
}

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        PublicClass publicObject = new PublicClass();
        // 可以直接访问和修改公共变量
        publicObject.publicVariable = 20;
        System.out.println("Value of public variable: " + publicObject.publicVariable);

        // 可以直接调用公共方法
        publicObject.publicMethod();
    }
}

常见实践

类的设计与封装

在类的设计中，通常将数据成员（变量）声明为 private，以实现数据的封装和隐藏。通过提供 public 的访问器（getter）和修改器（setter）方法，允许其他类在必要时访问和修改这些数据，同时可以在这些方法中添加必要的逻辑和验证。

public class Person {
    private String name;
    private int age;

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

    public int getAge() {
        return age;
    }

    public void setAge(int age) {
        if (age >= 0) {
            this.age = age;
        } else {
            System.out.println("Age cannot be negative.");
        }
    }
}

库和 API 的设计

在编写库和 API 时，public 修饰符用于定义对外公开的类、方法和常量。这些 public 成员构成了其他开发者可以使用的接口，而内部实现细节则可以通过 private 成员进行隐藏和封装，以提高代码的安全性和可维护性。

// MathUtils 库
public class MathUtils {
    // 公开的静态方法
    public static int add(int a, int b) {
        return a + b;
    }

    // 私有的辅助方法
    private static int square(int num) {
        return num * num;
    }
}

// 使用 MathUtils 库
public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        int result = MathUtils.add(3, 5);
        System.out.println("Addition result: " + result);

        // 以下代码将无法编译，因为 square 方法是私有的
        // int squaredResult = MathUtils.square(4);
    }
}

最佳实践

遵循封装原则

尽可能将类的成员声明为 private，只有在必要时才将其暴露为 public。这样可以确保数据的安全性和一致性，同时降低代码之间的耦合度。通过 private 成员和 public 的访问器/修改器方法，可以更好地控制数据的访问和修改逻辑。

谨慎使用 public 成员

public 成员是类的外部接口，一旦发布，就很难进行修改，因为这可能会影响到依赖这些接口的其他代码。因此，在将成员声明为 public 之前，需要仔细考虑其必要性和稳定性。尽量保持 public 接口的简洁和清晰，避免暴露过多的实现细节。

小结

private 和 public 是 Java 中重要的访问修饰符，它们在控制代码的访问级别和实现封装方面发挥着关键作用。private 用于隐藏类的内部细节，确保数据的安全性和一致性；public 用于提供类的外部接口，允许其他类与该类进行交互。在编写 Java 代码时，遵循合理的使用原则和最佳实践，可以提高代码的质量、可维护性和安全性。

参考资料