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Java基础访问修饰符全解析

article 2024/12/3 7:38:35

一、Java 访问修饰符概述

Java 中的访问修饰符用于控制类、方法、变量和构造函数的可见性和访问权限，主要有四种：public、protected、default（无修饰符）和 private。

Java 的访问修饰符在编程中起着至关重要的作用，它们决定了类、方法、变量和构造函数在不同场景下的可见性和可访问性。以下分别介绍这四种主要的访问修饰符：

1. public 访问修饰符

public 修饰符是访问权限最宽松的修饰符，表示任何类都可以访问被修饰的类或类成员。无论这个类位于哪个包中，public 成员始终对所有其他类可见。

类：当一个类被声明为 public 时，任何其他类都可以访问这个类。

字段、方法、构造器：声明为 public 的字段、方法或构造器可以被任何类访问，不受包和继承关系的限制。

例如：

// 文件：Animal.java

package com.example;

public class Animal{

public String name;

public void makeSound(){

System.out.println("Animal makes a sound");

}

在这个例子中，Animal 类和它的 name 字段以及 makeSound () 方法都被声明为 public，因此任何其他包中的类都可以访问它们。

public 修饰符适用于公共 API 和工具类。当类或方法需要暴露给整个应用程序或多个模块时，public 是理想的选择。比如 Java 中的 Math 类的静态方法通常是 public，因为这些方法是通用工具，需要在多个地方调用。

2. private 访问修饰符

private 修饰符是访问权限最严格的修饰符。使用 private 修饰的成员只能在类内部访问，类的外部（包括其子类）无法访问。

类：类不能被声明为 private，Java 不允许使用 private 修饰符来限制类的访问权限。

字段、方法、构造器：声明为 private 的字段、方法或构造器仅在声明它们的类内部可见，其他类无权访问。

例如：

// 文件：Person.java

package com.example;

public class Person{

private String ssn;// 社会安全号码 (私密数据)

private void displaySsn(){

System.out.println("SSN: "+ ssn);

}

public void setSsn(String ssn){

this.ssn = ssn;

}

在这个例子中，ssn 字段和 displaySsn () 方法都是 private，所以它们只能在 Person 类内部被访问。其他类无法直接读取或修改 ssn，只能通过 setSsn () 这样的 public 方法进行控制。

private 修饰符适用于信息隐藏和确保安全性。当类中的某些数据或实现细节不希望被外部访问或修改时，使用 private 是最佳选择，确保了数据封装。敏感数据如密码、个人信息等应使用 private 修饰符，以防止被意外或恶意篡改。

3. protected 访问修饰符

protected 修饰符允许类的成员在同一包内或继承关系中的子类中访问。与 private 不同的是，protected 使得子类可以访问父类的受保护成员。

类：类不能声明为 protected。

字段、方法、构造器：声明为 protected 的成员在同一个包内的所有类中可见，此外，子类也可以访问它们。

例如：

// 文件：Animal.java

package com.example;

public class Animal{

protected String species;

protected void displaySpecies(){

System.out.println("Species: "+ species);

}

// 文件：Dog.java

package com.example;

public class Dog extends Animal{

public void showSpecies(){

this.species = "Canine";// 访问 protected 成员

this.displaySpecies();// 访问 protected 方法

}

在这个例子中，Animal 类的 species 字段和 displaySpecies () 方法是 protected 的，Dog 作为其子类可以访问这些成员。

protected 修饰符适用于继承和扩展。当希望类的某些成员能被子类继承和使用，但不希望被完全公开时，使用 protected 是合适的选择。

4. default（无修饰符，包访问权限）

如果在类或成员声明时未显式指定访问修饰符，则默认为包级访问权限。这种访问权限仅限于同一包内的类，包外的类无法访问它们。

类：如果类没有显式声明为 public，它就具有包级访问权限，仅对同一包内的类可见。

字段、方法、构造器：默认修饰符允许同包中的类访问这些成员，但包外的类和子类都无法访问。

例如：

// 文件：Animal.java

package com.example;

class Animal{

String name;

void makeSound(){

System.out.println("Animal makes a sound");

}

// 文件：Test.java

package com.example;

public class Test{

public static void main(String[] args){

Animal animal = new Animal();

animal.name = "Lion";// 同一包内，访问包级成员

animal.makeSound();

}

在这个例子中，Animal 类和它的成员没有访问修饰符，因此只能在 com.example 包内被访问。Test 类可以访问 Animal，但位于其他包中的类将无法访问 Animal。

默认访问权限适用于包内共享。当类或成员只需要在同一个包中共享时，可以使用默认访问权限。

二、四种访问修饰符详解

1. public

作用：表示被修饰的类、方法、变量或构造函数可以被任何其他类访问。

public 修饰符是访问权限最宽松的修饰符，无论类位于哪个包中，被 public 修饰的类或类成员始终对所有其他类可见。比如一个被声明为 public 的类，任何其他类都可以访问这个类；声明为 public 的字段、方法或构造器可以被任何类访问，不受包和继承关系的限制。

可见性：同一类内可见、同一包内可见、不同包中的子类可见、不同包中的非子类可见。

在同一类内，自然可以访问 public 修饰的成员；在同一包内，其他类也能访问 public 修饰的成员；不同包中的子类和非子类同样可以访问 public 修饰的成员。

2. protected

作用：表示被修饰的成员可以被同一包内的类和不同包中的子类访问。

protected 修饰符允许类的成员在同一包内或继承关系中的子类中访问。与 private 不同，protected 使得子类可以访问父类的受保护成员。例如，父类中的 protected 成员在同一包内的所有类中可见，此外，不同包中的子类也可以访问这些成员。

可见性：同一类内可见、同一包内可见、不同包中的子类可见、不同包中的非子类不可见。

在同一类内，protected 成员是可见的；在同一包内，所有类都可以访问 protected 成员；不同包中的子类可以访问父类的 protected 成员，但不同包中的非子类无法访问。

3. default（无修饰符）

作用：如果不指定任何访问修饰符，则默认为 default，也称为包级私有。

默认情况下，如果在类或成员声明时未显式指定访问修饰符，就具有包级访问权限。这种访问权限仅限于同一包内的类，包外的类无法访问它们。

可见性：同一类内可见、同一包内可见、不同包中的子类不可见、不同包中的非子类不可见。

在同一类内，无修饰符的成员可见；在同一包内，其他类可以访问无修饰符的成员；但不同包中的子类和非子类都无法访问这些成员。

4. private

作用：表示被修饰的成员只能在它所在的类内访问。

private 修饰符是访问权限最严格的修饰符。使用 private 修饰的成员只能在类内部访问，类的外部（包括其子类）无法访问。

可见性：同一类内可见、同一包内不可见、不同包中的子类不可见、不同包中的非子类不可见。

只有在声明它们的类内部，private 修饰的成员才可见，同一包内的其他类、不同包中的子类以及非子类都无法访问。

三、不同访问修饰符的使用场景

1. public

适用于需要在多个包中访问的类和实例变量。

- 当一个类或方法需要被不同包中的多个类访问时，使用 public 修饰符是最合适的选择。例如在设计一个通用的工具类时，可能希望它能够被整个项目中的任何地方调用，这时就可以将工具类声明为 public。如 CSDN 博客中提到的：“public 是最宽松的访问级别，允许类、方法或变量被任何其他类访问。当你希望一个方法或变量可以被任何地方调用或访问时，应使用 public。”