java - 没有封装的类

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我在理解 Java 中的封装时遇到了一些困难。我所知道的是，封装允许从程序中的其他任何地方隐藏信息(使用私有(private)变量)。但是，谁能告诉我如何创建具有公共(public)数据字段的类会导致问题？我不明白如果类提供了 getter 和 setter 方法，数据是如何隐藏的。

   public class Student{

       private int id;
       private String name;
       private int grade;

  public Student(){
  }

  public Student(int id; String name, int grade){
      this.id = id;
      this.name = name;
      this.grade = grade;
  }

  public int getId(){
       return id;
  }

  public void setId(int id){
       this.id = id;
  }

  //more code

  }

Answer 1

“信息隐藏”一词并不一定意味着信息的安全受到威胁。但首先要谈谈安全主题，在巨著“Code Complete”第 2 版中，Steve McConnell 写道:

“公开成员数据违反了封装性，并限制了您对抽象的控制。”

这里的关键见解是，您失去了对代码使用者之间的交互以及您希望代码如何运行的控制。考虑一下给定示例代码的这种情况:您的老板/客户/老师给了您一个要求/约束​​，内容是:对 id 字段进行一些错误检查，以确保它在范围内(也许只允许正数) 。您将如何实现该要求，以确保每当有人取回 ID 时，它都遵循该要求？

以下是该要求的示例实现:

public void setId(int id){
   if(id < 0) {
       this.id = 0;
   } else {
       this.id = id;
   }
}

此实现使您可以确定 id 字段在给定要求的情况下已正确设置，这使您可以告诉使用该代码的人员该 id 始终为正数。不幸的是，当其他人使用您的代码时，他们有能力直接引用成员变量并像这样设置它(如果它是公共(public)的):

Student student = new Student();
student.id = -1;

当有人坐在 IDE 前(甚至可能是你自己，同时继续实现代码)时，他们怎么知道不要使用上述设置 id 字段的方法？控制对该字段的访问的最佳方法是仅允许该字段的一个入口点。

也许“信息隐藏”最重要的方面是，如果您通过访问器和修改器控制对成员变量的访问，则可以在用户不知情的情况下进行实现更改。考虑这种情况:您的老板/客户/老师现在要求您将 id 字段加密为字母数字字符串，而不影响已经使用软件版本 1 的代码用户。如果您允许直接访问成员变量，那么您永远无法更改 id 字段的内部表示，而不会潜在地破坏人们可能已经在您的代码之上编写的代码。
他们可能是做这样的事情:

 Student student = new Student();
 int currentId = student.id;
 int idWithOffset = currentId + 100;

如果你突然需要/想要将 id 设为 String 或 Id 对象，会发生什么？如果您将 id 保留为私有(private)，则可以根据需要进行这些更改，并在处理转换逻辑的 setter/getter 中编写代码，并且用户的代码永远不需要更改。

我最后一个(也是个人最喜欢的原因)为什么“信息隐藏”(例如将成员设为私有(private))有助于减少问题，是它删除了代码的又一个细节，否则这些细节需要在 UML 图表、您的大脑、Javadoc 中 float 等等...信息隐藏有助于抽象，以便您在处理该类时可以考虑类内的所有组件和参与者，而在处理其他类时不必将其保留在您的大脑中。

干杯。

此外，关于 Java 语言中的此类问题，Joshua Bloch 的“Effective Java”(第二版)是一个很好的引用。