深入理解 Java 修飾符與封裝：訪問許可權、行為控制與資料隱藏

Java 修飾符

Java 修飾符用於控制類、屬性、方法和建構函式的訪問許可權和行為。它們可以分為兩組：

訪問修飾符:

public: 意味著程式碼對所有類可訪問。
private: 意味著程式碼只能在宣告的類內部訪問。
default: 意味著程式碼只能在同一包中訪問。
protected: 意味著程式碼在同一包和子類中可訪問。

非訪問修飾符:

final: 意味著類不能被繼承，屬性和方法不能被重寫。
static: 意味著屬性和方法屬於類，而不屬於物件。
abstract: 意味著類不能用於建立物件，方法沒有主體，必須由子類提供。
transient: 意味著在序列化包含它們的物件時，屬性和方法將被跳過。
synchronized: 意味著方法一次只能由一個執行緒訪問。
volatile: 意味著屬性的值不會在本地執行緒快取，總是從“主記憶體”讀取。

示例:

訪問修飾符:

// public類可以被任何類訪問
public class Main {

  // private屬性只能在 Main 類內部訪問
  private int x = 10;

  // default方法只能在同一個包中訪問
  void myMethod() {
    System.out.println("This is a default method.");
  }

  // protected方法可以在同一個包和子類中訪問
  protected void myProtectedMethod() {
    System.out.println("This is a protected method.");
  }

  public static void main(String[] args) {
    Main myObj = new Main();
    System.out.println(myObj.x); // 錯誤，無法訪問私有屬性
    myObj.myMethod(); // 可以訪問 default 方法
    myObj.myProtectedMethod(); // 可以訪問 protected 方法
  }
}

非訪問修飾符:

public class Main {

  // final屬性不能被修改
  final int y = 20;

  // static方法可以在不建立物件的情況下訪問
  static void myStaticMethod() {
    System.out.println("This is a static method.");
  }

  // abstract方法沒有主體，必須由子類提供
  abstract void myAbstractMethod();

  public static void main(String[] args) {
    // y = 30; // 錯誤，無法修改 final 屬性
    myStaticMethod(); // 可以訪問 static 方法
    // myAbstractMethod(); // 錯誤，無法直接呼叫抽象方法
  }
}

// 子類繼承 Main 類並提供抽象方法的主體
class Child extends Main {

  @Override
  void myAbstractMethod() {
    System.out.println("This is the implementation of myAbstractMethod.");
  }
}

一些額外的說明:

可以使用多個修飾符來修飾類、屬性、方法和建構函式。例如，public final 表示類是公開的並且不能被繼承。
修飾符是 Java 語言的重要組成部分，它們可以幫助您控制程式碼的訪問許可權和行為。

以下是一些有關 Java 修飾符的其他重要資訊:

default 修飾符也可以稱為 package-private 修飾符。
protected 修飾符允許子類訪問父類中的成員，但不允許外部類訪問。
static 變數和方法也稱為類變數和類方法。
abstract 類不能被例項化，只能被繼承。
transient 變數不會被序列化。
synchronized 方法可以防止多個執行緒同時執行。
volatile 變數保證每次讀取都將獲取最新的值。

Java 封裝

封裝的含義是確保敏感資料對使用者隱藏。為了實現這一點，你需要：

將類變數/屬性宣告為私有
提供公共的 get 和 set 方法以訪問和更新私有變數的值

Get 和 Set 方法

私有變數只能在同一類中訪問（外部類無法訪問）。但是，如果我們提供了公共的 get 和 set 方法，就可以訪問它們。

get 方法返回變數值，而 set 方法設定值。

兩者的語法是它們都以 get 或 set 開頭，後面跟著變數的名稱，首字母大寫：

public class Person {
  private String name; // private = 受限制的訪問

  // Getter
  public String getName() {
    return name;
  }

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

示例解釋

get 方法返回變數 name 的值。
set 方法接受一個引數（newName）並將其分配給 name 變數。關鍵字 this 用於引用當前物件。

然而，由於 name 變數被宣告為私有，我們無法從此類外部訪問它：

public class Main {
  public static void main(String[] args) {
    Person myObj = new Person();
    myObj.name = "John"; // 錯誤
    System.out.println(myObj.name); // 錯誤
  }
}

如果變數被宣告為 public，我們期望以下輸出：

John

然而，由於我們嘗試訪問一個私有變數，我們得到一個錯誤：

MyClass.java:4: error: name has private access in Person
  myObj.name = "John";
    ^
MyClass.java

:5: error: name has private access in Person
    System.out.println(myObj.name);
        ^
2 errors

相反，我們使用 getName() 和 setName() 方法來訪問和更新變數：

public class Main {
  public static void main(String[] args) {
    Person myObj = new Person();
    myObj.setName("John"); // 將 name 變數的值設定為 "John"
    System.out.println(myObj.getName());
  }
}

// 輸出 "John"

為什麼封裝？

更好地控制類的屬性和方法
類屬性可以被設定為只讀（如果僅使用 get 方法）或只寫（如果僅使用 set 方法）
靈活性：程式設計師可以更改程式碼的一部分而不影響其他部分
資料的安全性增加

封裝的優點:

提高安全性：隱藏內部實現細節，防止意外修改或訪問敏感資料。
提高程式碼的模組化：將程式碼組織成獨立的模組，每個模組只暴露必要的介面。
提高程式碼的可重用性：封裝的模組可以被其他程式碼重用，降低程式碼的重複性。
提高程式碼的維護性：易於理解和維護程式碼，降低程式碼的複雜度。

一些額外的說明:

可以使用多個修飾符來修飾 get 和 set 方法，例如 public、protected 和 private。
可以使用 final 修飾符來宣告常量，常量不能被修改。
可以使用 static 修飾符來宣告靜態方法和變數，靜態方法和變數屬於類，而不是物件。

最後

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