Java中的一些概念

三大特性

Java的三大特性 面向对象三大特性:封装、继承、多态。 关于封装，可能脑子里立刻就会想到getter 和 setter。在上学时或者一些教材中也说了，类的属性如果要访问，不能直接 Object.field通过这种方式。

而是要——使用访问器方法（getter 和 setter）的主要好处之一就是封装性，它可以隐藏类的内部实现细节。通过封装，可以保护类的内部状态，防止外部代码直接修改这些状态，从而确保类的行为符合设计意图。

但实际开发中，对于类中的 getter 和 setter，往往都是直接赋值跟获取值，似乎跟 Object.field这种方式没什么差别，导致部分人忘记——可以保护类的内部状态，防止外部代码直接修改这些状态，这段话的含义。那接下来就用一个例子来展示下：

例子：银行账户类

假设我们有一个 BankAccount 类，它有三个字段：accountNumber（账号）、balance（余额）和 ownerName（账户持有人姓名）。我们希望限制对这些字段的直接访问，并在设置和获取这些字段时添加一些逻辑。

不使用访问器的方法

如果我们不使用访问器方法，而是直接暴露字段，那么代码可能是这样的：

public class BankAccount {
    public String accountNumber;
    public double balance;
    public String ownerName;

    public BankAccount(String accountNumber, String ownerName) {
        this.accountNumber = accountNumber;
        this.ownerName = ownerName;
    }
}

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        BankAccount account = new BankAccount("123456789", "Alice");
        account.balance = -100; // 这样直接修改 balance 是不安全的
        System.out.println(account.balance); // 输出 -100
    }
}

在这个例子中，balance 字段可以被任意修改，即使修改后的值不符合实际（例如，余额不能为负数）。这样直接暴露字段会导致潜在的问题。

使用访问器方法

如果我们使用访问器方法（getter 和 setter），那么可以更好地控制对这些字段的访问，并在必要时添加验证逻辑：

public class BankAccount {
    private String accountNumber;
    private double balance;
    private String ownerName;

    public BankAccount(String accountNumber, String ownerName) {
        this.accountNumber = accountNumber;
        this.ownerName = ownerName;
    }

    public String getAccountNumber() {
        return accountNumber;
    }

    public double getBalance() {
        return balance;
    }

    public String getOwnerName() {
        return ownerName;
    }

    public void setBalance(double balance) {
        if (balance < 0) {
            throw new IllegalArgumentException("Balance cannot be negative.");
        }
        this.balance = balance;
    }
}

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        BankAccount account = new BankAccount("123456789", "Alice");
        try {
            account.setBalance(-100); // 抛出异常
        } catch (IllegalArgumentException e) {
            System.out.println(e.getMessage());
        }
        System.out.println(account.getBalance()); // 输出 0 或者默认初始值
    }
}

封装性的具体体现

在这个例子中，使用访问器方法带来的封装性体现在：

1. 隐藏内部实现细节：外部代码只能通过 getBalance() 和 setBalance() 方法访问 balance 字段，而不能直接修改它。这样，如果将来需要更改 balance 字段的实现方式（例如，添加额外的状态或逻辑），外部代码不需要做出任何改动。
2. 验证逻辑：在 setBalance() 方法中，我们可以添加逻辑来验证传入的值是否合法。例如，在上面的例子中，我们检查余额是否为负数，如果是，则抛出异常。这样可以确保账户的余额始终处于合法状态。
3. 日志记录和监控：在访问器方法中可以轻松添加日志记录或性能监控的逻辑。例如，在 setBalance() 方法中记录每次余额变更的日志。
4. 扩展性：如果未来需要在设置余额时执行额外的操作（如发送通知、记录交易历史等），只需在 setBalance() 方法中添加相应的逻辑即可，而无需修改使用该方法的代码。

通过使用访问器方法，我们可以更好地控制类的状态，并使代码更加健壮和易于维护。