【Java】面向对象程序三板斧——如何优雅设计包、封装数据与优化代码块？
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🔍系列专栏：【Java】内容概括
【前言】
在Java编程中，类和对象是面向对象编程的核心概念。而包（Package）、封装（Encapsulation）以及代码块（Code Block）作为重要的语言特性，在组织代码结构、保障数据安全和控制代码执行流程等方面发挥着关键作用。本文将通过详细的代码示例和图解，带大家深入理解这些特性。
文章目录：
一、包（Package）——代码的“收纳盒”
1.定义
包（Package）是Java中⼀个组织类的⽅式,⽤于防⽌类名冲突和提⾼代码的可读性。包允许将类组织在⼀个层次结构中,类似于⽂件系统中的⽬录。- 包是对类、接⼝等的封装机制的体现，是⼀种对类或者接⼝等的很好的组织⽅式。类似于
文件夹。
2.导入包中的类
Java 中已经提供了很多现成的类供我们使⽤，例如Date类：可以使⽤java.util.Date导⼊java.util 这个包中的 Date 类.
方法一：写全路径导入
publicclassTest{publicstaticvoidmain(String[] args){java.util.Date date =newjava.util.Date();System.out.println(date.getTime());}}方法二：使用import导入
java.util.Date date =newjava.util.Date();上面的写法就比较麻烦了，我们可以直接使用import导入包importjava.util.Date;publicclassTest{publicstaticvoidmain(String[] args){// java.util.Date date = new java.util.Date();Date date =newDate();System.out.println(date.getTime());}}快捷方式：输入Date,回车即可
方法三：使用 import java.util.*导入，就可以使用java.util中的其他类
importjava.util.*;publicclassTest{publicstaticvoidmain(String[] args){// java.util.Date date = new java.util.Date();Date date =newDate();System.out.println(date.getTime());}}建议显示的指定要导入的类名，否则容易出现冲突，如下图：当有两个包都有Date类时，编译器就不知道该引入哪个包中的类了
3.自定义包
3.1 基本规则
- 在⽂件的最上⽅加上⼀个
package语句指定该代码在哪个包中. - 包名需要尽量指定成唯⼀的名字, 通常会⽤公司的域名的颠倒形式(例如
com.bit.demo1). - 包名要和代码路径相匹配. 例如创建com.bit.demo1 的包, 那么会存在⼀个对应的路径com/bit/demo1 来存储代码.
- 如果⼀个类没有 package 语句, 则该类被放到⼀个默认包中.
3.2 使用 IDEA 创建包过程
- 出现 Package 语句
输入包名
在 IDEA 中先新建⼀个包: 右键 src -> 新建 -> 包
注意：包名要小写
packagecom.bit.demo1;publicclassTestDame{}3.3 常见的包
java.lang:系统常⽤基础类(String、Object),此包从JDK1.1后⾃动导⼊。java.lang.reflect:java 反射编程包;java.net:进⾏⽹络编程开发包。java.sql:进⾏数据库开发的⽀持包。java.util:是java提供的⼯具程序包。(集合类等) ⾮常重要java.io:I/O编程开发包。
3.4 包访问权限
如果我们在定⼀个类的时候，如果没有指定成员变量/成员⽅法的访问权限，此时默认的访问权限就是包访问权限。
packagecom.bit.demo1;publicclassComputer{privateString cpu;//cpuprivateString memory;//内存publicString screen;//屏幕String brand;//品牌 包访问权限publicComputer(String brand,String cpu,String memory,String screen){this.brand = brand;this.cpu = cpu;this.memory = memory;this.screen = screen;}publicvoidBoot(){System.out.println("开机~~~");}publicvoidPowerOff(){System.out.println("关机~~~");}publicvoidSurfInternet(){System.out.println("上网~~~");}}packagecom.bit.dame2;importcom.bit.demo1.Computer;importjavax.swing.*;publicclassTes{publicstaticvoidmain(String[] args){Computer computer =newComputer("华为","英特尔","8G","三星");System.out.println(computer.brand);System.out.println(computer.screen);System.out.println(computer.cpu);System.out.println(computer.memory);}}- public 修饰符
public修饰的成员在哪里都能访问，它的权限是最大的
publicString screen;//屏幕System.out.println(computer.screen);- private 修饰符
只能在当前类中使用
- 默认修饰符
只能在dema1包中使用
二、封装
1. 什么是封装
- ⾯向对象程序三⼤特性：
封装、继承、多态。⽽类和对象阶段，主要研究的就是封装特性。何为封装呢？简单来说就是套壳屏蔽细节。 - 封装就像是把东西放在⼀个盒⼦⾥，并且控制谁可以打开这个盒⼦，以及如何使⽤盒⼦⾥的东西。在编程中，它指的是将数据（属性）和操作这些数据的⽅法（函数）包装在⼀个单元（通常是类）内。
- ⽐如：对于电脑这样⼀个复杂的设备，提供给⽤⼾的就只是：开关机、通过键盘输⼊，显⽰器，USB插孔等，让⽤⼾来和计算机进⾏交互，完成⽇常事务。
- 对于计算机使⽤者⽽⾔，不⽤关⼼内部核⼼部件，⽐如主板上线路是如何布局的，CPU内部是如何设计的等，⽤⼾只需要知道，怎么开机、怎么通过键盘和⿏标与计算机进⾏交互即可。因此计算机⼚商在出⼚时，在外部套上壳⼦，将内部实现细节隐藏起来，仅仅对外提供开关机、⿏标以及键盘插孔等，让⽤⼾可以与计算机进⾏交互即可。
封装：将数据和操作数据的⽅法进⾏有机结合，隐藏对象的属性和实现细节，仅对外公开接⼝来和对象进⾏交互
2. 代码演示
packagecom.bit.demo1;publicclassComputer{privateString cpu;//cpuprivateString memory;//内存publicString screen;//屏幕String brand;//品牌 包访问权限publicComputer(String brand,String cpu,String memory,String screen){this.brand = brand;this.cpu = cpu;this.memory = memory;this.screen = screen;}publicStringgetCpu(){return cpu;}publicvoidsetCpu(String cpu){this.cpu = cpu;}publicStringgetMemory(){return memory;}publicvoidsetMemory(String memory){this.memory = memory;}publicvoidBoot(){System.out.println("开机~~~");}publicvoidPowerOff(){System.out.println("关机~~~");}publicvoidSurfInternet(){System.out.println("上网~~~");}}packagecom.bit.dame2;importcom.bit.demo1.Computer;importjavax.swing.*;publicclassTes{publicstaticvoidmain(String[] args){Computer computer =newComputer("华为","英特尔","8G","三星");System.out.println(computer.getCpu());System.out.println(computer.screen);System.out.println(computer.getMemory());}}通过private对Computer中的成员变量进行隐藏，但是可以提供get或者set方法，让内外进行交互（这里编译器也可以自动生成），方法如下：
3. 封装的好处：
降低代码的耦合性
封装可以降低对象和对象之间的耦合度，当对象内部发⽣变化时，只需要修改对象内部即可，不会影 响到外部程序，因为公开的接⼝是不会发⽣改变的降低代码的复杂性
封装是隐藏了对象内部的实现细节，只提供了公开的接⼝给外部，使⽤起来更加简单提⾼安全性
封装可以隐藏对象的具体实现细节，阻⽌外部程序直接访问对象的内部状态，从⽽保护数据不被意外 修改或破坏
4. 访问限定符详解
Java中主要通过类和访问权限来实现封装：类可以将数据以及封装数据的⽅法结合在⼀起，更符合⼈类对事物的认知，⽽访问权限⽤来控制⽅法或者字段能否直接在类外使⽤。Java中提供了四种访问限定符：
• public修饰的成员变量，在所指定情况下均是可以正常访问的
• private修饰的成员变量，只能在当前类中来使⽤
• default表⽰什么修饰符都不加，此时只能在包当中才能被访问
三、static 关键字
1. static 修饰成员变量
在Java中，被static修饰的成员，称之为静态成员，也可以称为类成员，其不属于某个具体的对象，是所有对象所共享的
创建一个Student 类，其中包含两名学生的姓名，年龄和班级（一样），这时就可以用static修饰班级，如下代码：packagedemo;publicclassStudent{publicString name;publicint age;publicstaticString classRoom;//静态}packagedemo;publicclassTest{publicstaticvoidmain(String[] args){Student.classRoom ="1";Student student1 =newStudent(); student1.name ="lisa"; student1.age =18;Student student2 =newStudent(); student2.name ="baby"; student2.age =20;System.out.println(Student.classRoom);}}执行结果：
【静态成员变量特性】不属于某个具体的对象，是类的属性，所有对象共享的，不存储在某个对象的空间中既可以通过对象访问，也可以通过类名访问，但⼀般更推荐使⽤类名访问类变量存储在⽅法区当中⽣命周期伴随类的⼀⽣(即：随类的加载⽽创建，随类的卸载⽽销毁)
2. 静态成员变量的访问
类名.静态成员变量的⽅式进⾏访问
System.out.println(Student.classRoom);3. static 修饰成员方法
Java中，被static修饰的成员⽅法称为静态成员⽅法，是类的⽅法，不是某个对象所特有的。静态成员⼀般是通过静态⽅法来访问的。
publicstaticStringgetClassRoom(){return classRoom;}System.out.println(Student.getClassRoom());【静态⽅法特性】不属于某个具体的对象，是类⽅法可以通过对象调⽤，也可以通过类名.静态⽅法名(…)⽅式调⽤，更推荐使⽤后者不能在静态⽅法中访问任何⾮静态成员变量静态⽅法中不能调⽤任何⾮静态⽅法，因为⾮静态⽅法有this参数，在静态⽅法中调⽤时候⽆法传 递this引⽤
publicvoiddoClass(){System.out.println("学习");}publicstaticStringgetClassRoom(){doClass();}
4.static 成员变量的初始化
就地初始化
在定义时直接给出初始值
pubilc classStudent{privateString name;privatestaticString classRoom ="1"四、代码块
使⽤ {} 定义的⼀段代码称为代码块
• 普通代码块
• 构造块（实例代码块）
• 静态块
• 同步代码块（
1.普通代码块
普通代码块就是定义在方法中的代码块
publicstaticvoidmain(String[] args){int a =0;System.out.println(a);}2.构造代码块
定义在类中的代码块，也叫实例代码块，一般用于初始化实例成员变量
publicclassStudent{//实例代码块{this.name ="lisi";this.age =18;System.out.println("实例代码块执行");}publicclassTest{publicstaticvoidmain(String[] args){Student student1 =newStudent();System.out.println(student1.name);System.out.println(student1.age);}执行结果
【执行顺序】
先执行实例代码块，再执行对应的构造方法实例成员变量与实例代码块，谁在前先执行谁当有静态代码块时，先执行静态代码块，再执行实例代码块
3.静态代码块
使⽤static定义的代码块称为静态代码块。⼀般⽤于初始化静态成员变量。
publicclassStudent{//实例代码块{this.name ="lisi";this.age =18;System.out.println("实例代码块执行");}//静态代码块static{System.out.println("静态代码块被执行");}publicclassTest{publicstaticvoidmain(String[] args){Student student1 =newStudent();System.out.println(student1.name);System.out.println(student1.age);}执行结果
注意事项
• 静态代码块不管⽣成多少个对象，其只会执⾏⼀次
• 静态成员变量是类的属性，因此是在JVM加载类时开辟空间并初始化的
• 如果⼀个类中包含多个静态代码块，在编译代码时，编译器会按照定义的先后次序依次执⾏(合并)
• 实例代码块只有在创建对象时才会执⾏
【总结】
包管理：遵循反向域名命名，合理划分模块封装设计：属性私有，方法公开，增加数据校验代码块使用：静态代码块用于类级初始化，实例代码块简化构造逻辑 通过掌握这些特性，开发者能够编写出结构清晰、安全可靠的Java程序。希望本文的示例和解析能帮助你更好地理解和应用这些核心概念！
如果对某个知识点有疑问，欢迎在评论区留言交流！ 🚀
