9.1【Java面向对象进阶】封装、包管理与static关键字：构建健壮程序的三大支柱
1. 包(Package)：Java项目的组织艺术
1.1 包的核心概念与价值
包是Java中组织类的容器机制，类似于文件系统中的文件夹结构。它解决了大型项目中类名冲突的问题，同时提高了代码的可读性和可维护性。
包的主要作用：
-
避免命名冲突：不同包中可以有相同类名的类
-
提高可读性：按功能模块组织代码结构
-
访问控制：配合访问修饰符实现权限管理
-
便于维护：模块化组织便于团队协作
1.2 包的导入与使用实战
方式一：全限定名使用（不推荐）
public class Test {
public static void main(String[] args) {
java.util.Date date = new java.util.Date();
System.out.println(date.getTime());
}
}方式二：import语句导入（推荐）
import java.util.Date;
public class Test {
public static void main(String[] args) {
Date date = new Date(); // 直接使用类名
System.out.println(date.getTime());
}
}方式三：导入整个包（谨慎使用）
import java.util.*; // 导入util包下所有类
public class Test {
public static void main(String[] args) {
Date date = new Date();
ArrayList list = new ArrayList<>();
}
} 1.3 自定义包与IDEA实战
包命名规范：
-
使用公司域名的倒写形式：
com.公司名.项目名.模块名 -
全部小写，使用点号分隔
-
要有明确的层次结构
在IDEA中创建包的步骤：
-
右键src目录 → 新建 → 包
-
输入包名：
com.bit.demo1 -
在包中创建类
实际代码示例：
package com.bit.demo1;
public class Computer {
String brand; // 默认包访问权限
public void start() {
System.out.println(brand + "电脑开机");
}
}1.4 常见系统包详解
| 包名 | 主要功能 | 重要类 |
|---|---|---|
|
| 语言基础类 | String, Object, System |
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| 工具类 | ArrayList, Date, Scanner |
|
| 输入输出 | File, InputStream |
|
| 网络编程 | Socket, URL |
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| 数据库操作 | Connection, Statement |
2. 封装(Encapsulation)：面向对象的安全卫士
2.1 封装的核心思想
封装是面向对象三大特性之首，它像是一个"保护壳"，将数据和行为包装在一起，并控制外部的访问权限。
现实世界类比：
-
电脑：用户只需操作开关、键盘，不需要了解内部电路
-
汽车：驾驶员只需操作方向盘、油门，不需要懂发动机原理
-
ATM机：用户只需插卡输入密码，不需要知道资金流转细节
2.2 封装的代码实现
未封装的Person类（存在问题）：
public class Person {
public String name;
public int age;
// 数据可以被任意修改，缺乏安全性
}封装后的Person类（推荐）：
public class Person {
private String name;
private int age;
// 公开的接口方法
public String getName() {
return name;
}
public void setName(String name) {
if (name != null && !name.trim().isEmpty()) {
this.name = name;
}
}
public int getAge() {
return age;
}
public void setAge(int age) {
if (age >= 0 && age <= 150) { // 数据验证
this.age = age;
}
}
}2.3 访问限定符深度解析
Java提供四种访问权限控制：
| 访问修饰符 | 同一类 | 同一包 | 不同包子类 | 不同包非子类 |
|---|---|---|---|---|
|
| ✅ | ❌ | ❌ | ❌ |
|
| ✅ | ✅ | ❌ | ❌ |
|
| ✅ | ✅ | ✅ | ❌ |
|
| ✅ | ✅ | ✅ | ✅ |
也就是：
public：哪里都能用
private：只在同一个类中能使用
default：也称为“包访问权限修饰符”，也就是不写，能在同一个包中使用
实际应用示例：
package com.bit.demo1;
public class BankAccount {
private double balance; // 完全私有，最安全
String accountNumber; // 包内可访问
protected String owner; // 子类可访问
public final String BANK_NAME = "BIT Bank"; // 完全公开
}2.4 封装的三大优势
安全性提升：防止数据被非法修改
灵活性增强：内部实现变化不影响外部调用
可维护性提高：代码模块化，易于调试和扩展
3. static关键字：类的共享资源管理器
3.1 static修饰成员变量
问题场景：多个学生共享同一个教室
public class Student {
private String name;
private int age;
public String classRoom = "1-101"; // 每个对象都存储一份，浪费！
}解决方案：使用static
public class Student {
private String name;
private int age;
public static String classRoom = "1-101"; // 所有对象共享一份
}静态变量的正确访问方式：
public class Test {
public static void main(String[] args) {
// 推荐：通过类名访问
System.out.println(Student.classRoom);
// 不推荐：通过对象访问（会产生误导）
Student stu = new Student();
System.out.println(stu.classRoom);
}
}3.2 static修饰成员方法
静态方法的特点：
属于类，不属于具体对象
不能直接访问非静态成员
不能使用this关键字
实用示例：工具类
public class MathUtils {
// 静态常量
public static final double PI = 3.14159;
// 静态方法：计算圆面积
public static double calculateCircleArea(double radius) {
return PI * radius * radius;
}
// 静态方法：最大值比较
public static int max(int a, int b) {
return a > b ? a : b;
}
}
// 使用示例
double area = MathUtils.calculateCircleArea(5.0);
int maxValue = MathUtils.max(10, 20);3.3 静态成员的生命周期
| 特性 | 实例变量 | 静态变量 |
|---|---|---|
| 存储位置 | 堆内存 | 方法区 |
| 生命周期 | 随对象创建/销毁 | 随类加载/卸载 |
| 访问方式 | 对象名.变量名 | 类名.变量名 |
| 内存分配 | 每个对象独立一份 | 所有对象共享一份 |
4. 代码块：精细化的初始化控制
4.1 代码块的四种类型
4.1.1 普通代码块
public void someMethod() {
// 普通代码块：限制变量作用域
{
int x = 10;
System.out.println("x = " + x);
}
// System.out.println(x); // 编译错误：x超出作用域
}4.1.2 构造代码块（实例代码块）
public class Student {
private String name;
private int age;
// 构造代码块：每次创建对象时执行
{
this.name = "默认姓名";
this.age = 18;
System.out.println("执行构造代码块");
}
public Student() {
System.out.println("执行无参构造方法");
}
}4.1.3 静态代码块
public class DatabaseUtil {
private static String driver;
private static String url;
// 静态代码块：类加载时执行一次
static {
driver = "com.mysql.cj.jdbc.Driver";
url = "jdbc:mysql://localhost:3306/test";
System.out.println("静态代码块执行：数据库配置加载完成");
}
}4.2 代码块执行顺序实战
public class ExecutionOrder {
// 静态变量
private static String staticField = "静态变量";
// 实例变量
private String instanceField = "实例变量";
// 静态代码块
static {
System.out.println("1. 静态代码块: " + staticField);
}
// 构造代码块
{
System.out.println("3. 构造代码块: " + instanceField);
}
// 构造方法
public ExecutionOrder() {
System.out.println("4. 构造方法执行");
}
public static void main(String[] args) {
System.out.println("2. main方法开始");
new ExecutionOrder();
}
}执行结果：
1. 静态代码块: 静态变量
2. main方法开始
3. 构造代码块: 实例变量
4. 构造方法执行
