12 封装与构造方法

🔐 12 封装与构造方法

更新日期：2026年5月
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系列：Java入门到精通系列 · 第二阶段 · 面向对象

12.1 为什么要封装

上一章中，我们可以直接访问和修改对象的属性：

Studentstu=newStudent();stu.age=-100;// 合法但不合理！

问题：外部代码可以随意修改数据，没有安全保障。

封装的核心思想：隐藏内部实现细节，只暴露必要的接口给外部使用。

12.2 private关键字

private是一个访问修饰符，用于修饰成员变量和成员方法，使其只能在本类内部被访问。

访问修饰符对比

使用private修饰成员变量

publicclassStudent{privateStringname;// 私有化privateintage;// 私有化privatedoublescore;// 私有化}

此时在外部直接访问会编译报错：

Studentstu=newStudent();stu.name="张三";// ❌ 编译错误！name是private的

12.3 getter与setter方法

为了在保护数据的同时允许外部访问，我们提供公开的getter/setter方法。

12.3.1 基本写法

publicclassStudent{privateStringname;privateintage;privatedoublescore;// ---- getter方法 ----publicStringgetName(){returnname;}publicintgetAge(){returnage;}publicdoublegetScore(){returnscore;}// ---- setter方法（带数据校验）----publicvoidsetName(Stringname){this.name=name;}publicvoidsetAge(intage){if(age<0||age>150){System.out.println("年龄不合法！");return;}this.age=age;}publicvoidsetScore(doublescore){if(score<0||score>100){System.out.println("成绩必须在0-100之间！");return;}this.score=score;}}

12.3.2 使用getter/setter

publicclassStudentTest{publicstaticvoidmain(String[]args){Studentstu=newStudent();stu.setName("张三");stu.setAge(20);stu.setScore(95.5);System.out.println("姓名："+stu.getName());System.out.println("年龄："+stu.getAge());System.out.println("成绩："+stu.getScore());// 测试数据校验stu.setAge(-100);// 输出：年龄不合法！stu.setScore(150);// 输出：成绩必须在0-100之间！}}

12.3.3 只读属性与只写属性

publicclassUser{privateStringusername;privateStringpassword;// username：可读可写publicStringgetUsername(){returnusername;}publicvoidsetUsername(Stringusername){this.username=username;}// password：只写（没有getter，外部无法读取）publicvoidsetPassword(Stringpassword){this.password=password;}// 内部可以使用passwordpublicbooleancheckPassword(Stringinput){returnthis.password.equals(input);}}

12.4 this关键字

12.4.1 问题引出

publicvoidsetAge(intage){age=age;// 两个age都是局部变量，成员变量没被赋值！}

当成员变量和局部变量同名时，Java会"就近原则"优先使用局部变量。

12.4.2 this的含义

this代表当前对象的引用，即调用该方法的对象。

publicvoidsetAge(intage){this.age=age;// this.age是成员变量，age是局部变量}

12.4.3 this的常见用法

12.4.4 完整示例

publicclassPerson{privateStringname;privateintage;publicPerson(Stringname,intage){this.name=name;// this.name是成员变量this.age=age;// this.age是成员变量}publicvoidshow(){System.out.println("name="+this.name+", age="+this.age);}publicvoidcompareAge(Personother){if(this.age>other.age){System.out.println(this.name+"比"+other.name+"大");}elseif(this.age<other.age){System.out.println(this.name+"比"+other.name+"小");}else{System.out.println(this.name+"和"+other.name+"同龄");}}}

12.5 构造方法

12.5.1 什么是构造方法

构造方法（Constructor）是一种特殊的方法，用于在创建对象时初始化对象的成员变量。

newStudent();// 这里调用的就是构造方法

12.5.2 构造方法的特点

12.5.3 定义构造方法

publicclassStudent{privateStringname;privateintage;// 无参构造方法publicStudent(){System.out.println("Student对象被创建了！");}// getter/setter省略...}

publicclassTest{publicstaticvoidmain(String[]args){Studentstu=newStudent();// 控制台输出：Student对象被创建了！}}

12.5.4 带参构造方法

publicclassStudent{privateStringname;privateintage;privatedoublescore;// 带参构造方法publicStudent(Stringname,intage,doublescore){this.name=name;this.age=age;this.score=score;}// getter/setter省略...publicvoidshow(){System.out.println(name+"，"+age+"岁，成绩："+score);}}

Studentstu=newStudent("张三",20,95.5);stu.show();// 输出：张三，20岁，成绩：95.5

📌重要提醒：一旦你写了任何构造方法，编译器就不再自动提供无参构造。建议永远手动写上无参构造。

12.6 构造方法重载

一个类可以有多个构造方法，参数列表不同即可。

publicclassStudent{privateStringname;privateintage;privatedoublescore;// 无参构造publicStudent(){this("未知",0,0);// 调用三参构造}// 两参构造publicStudent(Stringname,intage){this(name,age,0);// 调用三参构造}// 三参构造（全参构造）publicStudent(Stringname,intage,doublescore){this.name=name;this.age=age;this.score=score;}publicvoidshow(){System.out.println(name+"，"+age+"岁，成绩："+score);}}

调用示例：

Students1=newStudent();// 未知，0岁，成绩：0.0Students2=newStudent("张三",20);// 张三，20岁，成绩：0.0Students3=newStudent("李四",21,92.5);// 李四，21岁，成绩：92.5s1.show();s2.show();s3.show();

this()调用其他构造方法

publicStudent(){this("未知",0,0);// 必须是构造方法的第一行}

📌this(参数)只能在构造方法中使用，且必须是第一行语句。不能和super()同时出现。

12.7 JavaBean规范

JavaBean是一种符合特定编写规范的Java类，广泛用于企业级开发。

JavaBean规范

标准JavaBean示例

importjava.io.Serializable;publicclassStudentimplementsSerializable{privatestaticfinallongserialVersionUID=1L;privateStringname;privateintage;privatedoublescore;// 无参构造publicStudent(){}// 全参构造publicStudent(Stringname,intage,doublescore){this.name=name;this.age=age;this.score=score;}// getter/setterpublicStringgetName(){returnname;}publicvoidsetName(Stringname){this.name=name;}publicintgetAge(){returnage;}publicvoidsetAge(intage){this.age=age;}publicdoublegetScore(){returnscore;}publicvoidsetScore(doublescore){this.score=score;}// toString@OverridepublicStringtoString(){return"Student{name='"+name+"', age="+age+", score="+score+"}";}}

💡 在实际开发中，我们常用Lombok的@Data、@Getter、@Setter、@AllArgsConstructor、@NoArgsConstructor注解来自动生成getter/setter和构造方法，减少样板代码。

12.8 综合案例：学生管理系统

需求

设计一个简单的学生类，要求：

• 使用private封装所有属性
• 提供有参和无参构造方法
• 在setter中进行数据校验
• 提供一个显示信息的方法

代码实现

publicclassStudent{privateStringname;privateintage;privateStringmajor;privatedoublegpa;// 无参构造publicStudent(){}// 全参构造publicStudent(Stringname,intage,Stringmajor,doublegpa){this.setName(name);this.setAge(age);this.setMajor(major);this.setGpa(gpa);}// getter/setter（带校验）publicStringgetName(){returnname;}publicvoidsetName(Stringname){if(name==null||name.trim().isEmpty()){System.out.println("姓名不能为空！");return;}this.name=name;}publicintgetAge(){returnage;}publicvoidsetAge(intage){if(age<15||age>60){System.out.println("年龄必须在15-60之间！");return;}this.age=age;}publicStringgetMajor(){returnmajor;}publicvoidsetMajor(Stringmajor){this.major=major;}publicdoublegetGpa(){returngpa;}publicvoidsetGpa(doublegpa){if(gpa<0.0||gpa>4.0){System.out.println("GPA必须在0.0-4.0之间！");return;}this.gpa=gpa;}// 显示信息publicStringgetInfo(){return"姓名："+name+" | 年龄："+age+" | 专业："+major+" | GPA："+gpa;}// 判断是否优秀publicbooleanisExcellent(){returnthis.gpa>=3.5;}@OverridepublicStringtoString(){returngetInfo();}}

测试类：

publicclassStudentManager{publicstaticvoidmain(String[]args){// 使用全参构造创建学生Students1=newStudent("张三",20,"计算机科学",3.8);Students2=newStudent("李四",21,"软件工程",3.2);Students3=newStudent("王五",19,"人工智能",3.9);// 使用无参构造 + setter创建学生Students4=newStudent();s4.setName("赵六");s4.setAge(22);s4.setMajor("数据科学");s4.setGpa(3.6);// 存入数组统一管理Student[]students={s1,s2,s3,s4};System.out.println("========== 学生信息 ==========");for(Students:students){System.out.println(s.getInfo());System.out.println("是否优秀："+(s.isExcellent()?"✅ 是":"❌ 否"));System.out.println("------------------------------");}// 测试数据校验Students5=newStudent();s5.setAge(10);// 输出：年龄必须在15-60之间！s5.setGpa(5.0);// 输出：GPA必须在0.0-4.0之间！}}

输出结果：

========== 学生信息 ========== 姓名：张三 | 年龄：20 | 专业：计算机科学 | GPA：3.8 是否优秀：✅ 是 ------------------------------ 姓名：李四 | 年龄：21 | 专业：软件工程 | GPA：3.2 是否优秀：❌ 否 ------------------------------ 姓名：王五 | 年龄：19 | 专业：人工智能 | GPA：3.9 是否优秀：✅ 是 ------------------------------ 姓名：赵六 | 年龄：22 | 专业：数据科学 | GPA：3.6 是否优秀：✅ 是 ------------------------------ 年龄必须在15-60之间！ GPA必须在0.0-4.0之间！

12.9 本章总结

知识回顾

练习题

1. 定义一个BankAccount类（银行账户），要求：

   • 属性：账号(accountNo)、户主名(ownerName)、余额(balance)
   • balance只能通过deposit(存款)和withdraw(取款)方法修改
   • withdraw需要校验余额是否充足
   • 提供showBalance()方法显示余额

2. 定义一个Rectangle类（矩形），要求：

   • 属性：长(length)、宽(width)必须为正数
   • 提供无参和有参构造方法
   • 提供计算面积和周长的方法

💬 互动时间

• 为什么JavaBean要求必须有无参构造方法？
• this关键字有几种用法？分别在什么场景下使用？

📢下篇预告：[13-继承]—— 学习如何用继承实现代码复用，以及方法重写的奥秘！

📚 参考资料

• Oracle Java 官方文档 - Controlling Access
• JavaBean 规范
• 《Java核心技术 卷I》第4章