封装与继承

封装与继承

目标：理解封装的本质是「数据保护」——private 隐藏数据、public 暴露受控入口；掌握四种访问控制符的可见范围；理解 extends 表达 is-a 关系，掌握成员继承/属性隐藏/覆盖规则与构造方法链。

一、封装：数据保护

面向过程程序的数据对其他模块完全开放，容易被误改且难排查。面向对象的做法：把数据和操作它的代码捆绑进对象内部，对外只暴露受控接口——

• 属性用 private 隐藏（如 secret）；
• 提供 public 方法作为唯一入口（如 info()、getter/setter），在方法里做校验后再改数据。

class SafeBox {
    private String secret;              // 对外隐藏

    void setSecret(String s) {          // 受控入口：先校验再修改
        if (s != null && s.length() >= 6) this.secret = s;
    }

    String info() { return "内容：" + secret; }
}

四种访问控制符的可见范围：

class Dog {
    public String name;        // 所有上下文可见
    protected int age;         // 类内 + 子类（经子类引用）
        String breed;          // 默认：仅包内
    private int secret;        // 仅类内部

    public void info() {
        System.out.println(name + ", " + age);
        // secret 在这里可访问（类内部）
    }
}

默认修饰符（不写）=「包级私有」：同包可见，异包子类继承不到；protected 恰好相反——同包其他类不可见，但子类可以。这是最常考的辨析点。

二、继承：extends 表达 is-a

extends 表达「is-a」关系：Dog is-a Animal。子类自动拥有父类的可访问成员，并可新增自己的成员、重写方法。

class Dog extends Animal {
    String breed;          // 新增字段
    void bark() { /* ... */ }  // 新增方法
}

动手：看继承树

下面这棵树的每个节点是一个类。点击任意类，右侧会显示它的字段/方法、完整继承链，以及蓝色高亮的到根类路径——这就是「成员从哪来」的可视化。

为什么继承：复用带来收益

• is-a 用继承：Dog is-a Animal——子类「获得」父类的能力并扩展（extends 更贴切的译法是「扩展」，inherit 兼有「遗传」之意）；
• has-a 用组合：音乐盒 = 机芯 + 动力源 + 减速机构，各组件功能单一、封装度高、通过预定义接口配合。

辨析：继承是「子承父业」（获得能力），不是「继承家产」（花父类的钱）——子对象与父对象是不同的对象，属性值各自独立、互不影响。

三、属性的隐藏（Shadow）

• 子类继承父类非 private 的属性；
• 子类定义与父类同名属性时，子类的属性隐藏了父类的——经子类对象访问到的是子类自己的那份；可用 super.属性 取回被隐藏的父类属性。

四、覆盖（Override）vs 重载（Overload）

五、构造方法链

• 子类没有自己的构造方法时，继承父类的无参构造方法；
• 子类定义了构造方法时：创建对象先执行父类（无参）构造、再执行自己的；
• 要调父类含参构造：super(参数) 必须是子类构造方法的第一个可执行语句。

class Animal {
    String name;
    Animal() { this("无名"); }
    Animal(String name) { this.name = name; }
}

class Dog extends Animal {
    String breed;
    Dog(String name, String breed) {
        super(name);          // 必须首句：先让父类部分初始化
        this.breed = breed;
    }
}

class Animal {
    String name;
    Animal() { this("无名"); }
    Animal(String name) { this.name = name; }
}

class Dog extends Animal {
    String breed;
    Dog(String name, String breed) {
        super(name);          // 必须首句：先让父类部分初始化
        this.breed = breed;
    }
}

要点

• 单继承：一个类只能 extends 一个直接父类。
• 构造器不继承：子类必须自己定义构造器，用 super(...) 调父类构造器。
• 方法重写（override）：子类可重写父类方法——上转型后的动态绑定见下节《接口与多态》。

思考题

1. 为什么属性要设为 private？getter/setter 里能做什么「校验」？
2. Dog is-a Animal、Dog has-a Tail 分别该用哪种复用手段？
3. 子类隐藏父类同名属性后，如何取回父类的那份？

学习小测验