第 5 章:封装、static 与 final

学习目标

• 掌握封装的本质和 getter/setter
• 理解四种访问修饰符
• 学会 static(类成员)和 final(常量)

一、封装:把数据藏起来

封装 = 字段 private + getter/setter 控制读写。

class User {
    private String name;       // 私有字段
    private int age;

    public String getName() { return name; }

    public void setName(String name) {
        if (name == null || name.isEmpty()) {  // 校验
            throw new IllegalArgumentException("姓名不能为空");
        }
        this.name = name;
    }

    public void setAge(int age) {
        if (age < 0 || age > 150) {
            throw new IllegalArgumentException("年龄不合法");
        }
        this.age = age;
    }
}

⚠️ 坑 1:所有字段一律 private,外部必须通过 getter/setter 访问,这样可以在 setter 里加校验,防止非法数据。

二、四种访问修饰符

修饰符	同类	同包	子类	其他包
private	✅	❌	❌	❌
默认(无)	✅	✅	❌	❌
protected	✅	✅	✅	❌
public	✅	✅	✅	✅

实战口诀:字段 private,工具方法 public,子类扩展方法 protected。

三、static:类级别的成员

static 修饰的成员属于类本身,而不是某个对象。所有对象共享一份。

class User {
    private static int count = 0;     // 类变量:所有 User 对象共享

    public User() {
        count++;                       // 每创建一个对象 +1
    }

    public static int getCount() {     // 类方法:可通过类名直接调用
        return count;
    }
}

new User();
new User();
System.out.println(User.getCount());  // 2(无需创建对象就能调用)

⚠️ 坑 2:static 方法里不能直接访问非 static 字段(因为非 static 字段属于对象,而 static 方法调用时可能没对象)。

class User {
    private int age = 18;
    public static void print() {
        System.out.println(age);   // ❌ 编译报错
    }
}

四、final:不可修改

final int MAX_COUNT = 100;       // 常量,不能改
// MAX_COUNT = 200;             // ❌ 编译报错

final class StringUtil { }       // 类不能被继承
// class MyUtil extends StringUtil { }   // ❌

// final 用于方法:子类不能重写(后续继承章节详解)

常量命名:UPPER_SNAKE_CASE,全部大写+下划线。

public class Constants {
    public static final int MAX_RETRY_COUNT = 3;
    public static final String DEFAULT_NAME = "游客";
}

五、实战:封装 + static 工具类

public class StringUtils {

    // 工具类构造器私有化,禁止 new
    private StringUtils() { }

    public static boolean isEmpty(String s) {
        return s == null || s.isEmpty();
    }

    public static String reverse(String s) {
        if (isEmpty(s)) return s;
        return new StringBuilder(s).reverse().toString();
    }
}

// 使用
StringUtils.isEmpty("");           // true
StringUtils.reverse("hello");      // "olleh"

⚠️ 坑 3:工具类不需要创建对象,应该把构造器 private 掉,防止误用。

六、本章小结

要点	关键
封装	字段 private + getter/setter,setter 加校验
访问修饰符	private(同类)/ 默认(同包)/ protected(子类)/ public(所有)
static	类成员,所有对象共享,可通过类名直接访问
static 方法	不能访问非 static 字段
final 变量	常量,不能修改
final 类	不能被继承

动手练习

1. 封装 Order:订单类,字段私有,setter 校验(数量 > 0,价格 > 0)
2. static 计数器:写 LoginCounter 类,用 static 变量统计登录次数
3. 工具类:写 ArrayUtils 类,提供 int[] reverse(int[] arr) 静态方法

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