Java十五：封装和接口

一、封装

1. 什么是封装

封装是将对象的状态（属性）和行为（方法）包装在一起，并隐藏内部实现细节，只对外暴露必要的访问接口。

2. 封装的实现方式

① 使用访问修饰符

public class Student { // 私有属性 - 隐藏内部状态 private String name; private int age; private double score; private List<String> courses; // 构造方法 public Student(String name, int age) { this.name = name; setAge(age); // 使用setter进行校验 this.courses = new ArrayList<>(); } // 公开的getter方法 - 受控访问 public String getName() { return name; } public int getAge() { return age; } public double getScore() { return score; } // 公开的setter方法 - 包含业务逻辑和校验 public void setName(String name) { if (name == null || name.trim().isEmpty()) { throw new IllegalArgumentException("姓名不能为空"); } this.name = name; } public void setAge(int age) { if (age < 0 || age > 150) { throw new IllegalArgumentException("年龄必须在0-150之间"); } this.age = age; } public void setScore(double score) { if (score < 0 || score > 100) { throw new IllegalArgumentException("分数必须在0-100之间"); } this.score = score; } // 业务方法 - 封装行为 public void addCourse(String course) { if (course == null || course.isEmpty()) { throw new IllegalArgumentException("课程名不能为空"); } courses.add(course); System.out.println(name + " 已添加课程：" + course); } public List<String> getCourses() { // 返回副本，保护内部数据不被外部修改 return new ArrayList<>(courses); } // 内部计算逻辑 - 对外隐藏 private String calculateGrade() { if (score >= 90) return "A"; if (score >= 80) return "B"; if (score >= 70) return "C"; if (score >= 60) return "D"; return "F"; } // 只暴露结果，不暴露计算过程 public void printReport() { System.out.println("学生：" + name); System.out.println("年龄：" + age); System.out.println("分数：" + score); System.out.println("等级：" + calculateGrade()); System.out.println("课程数：" + courses.size()); } }

二、接口

1. 什么是接口

接口是Java中的一种引用类型，是方法的集合。

2. 接口的基本语法

// 定义接口 public interface Animal { // 常量（默认 public static final） String TYPE = "动物"; // 抽象方法（默认 public abstract） void eat(); void sleep(); // 默认方法（Java 8+） default void breathe() { System.out.println("呼吸空气"); } // 静态方法（Java 8+） static void showType() { System.out.println("这是动物接口"); } // 私有方法（Java 9+） private void privateHelper() { System.out.println("私有辅助方法"); } } // 实现接口 public class Dog implements Animal { @Override public void eat() { System.out.println("狗吃骨头"); } @Override public void sleep() { System.out.println("狗趴着睡"); } // 可以选择重写默认方法 @Override public void breathe() { System.out.println("狗用肺呼吸"); } }

3. 接口的多实现

// 多个接口 interface Flyable { void fly(); } interface Swimmable { void swim(); } interface Runnable { void run(); } // 一个类可以实现多个接口 class Duck implements Flyable, Swimmable, Runnable { @Override public void fly() { System.out.println("鸭子飞得很低"); } @Override public void swim() { System.out.println("鸭子游泳"); } @Override public void run() { System.out.println("鸭子走路摇摇摆摆"); } }

4. 接口的继承

interface Vehicle { void start(); void stop(); } // 接口可以多继承 interface ElectricVehicle extends Vehicle { void charge(); } interface AutonomousVehicle extends Vehicle { void autoDrive(); } // 多继承 interface SmartElectricVehicle extends ElectricVehicle, AutonomousVehicle { void updateSoftware(); } // 实现类需要实现所有方法 class Tesla implements SmartElectricVehicle { @Override public void start() { System.out.println("特斯拉启动"); } @Override public void stop() { System.out.println("特斯拉停止"); } @Override public void charge() { System.out.println("特斯拉充电"); } @Override public void autoDrive() { System.out.println("特斯拉自动驾驶"); } @Override public void updateSoftware() { System.out.println("特斯拉软件升级"); } }

5. 函数式接口

// 函数式接口：只有一个抽象方法的接口 @FunctionalInterface interface Calculator { int calculate(int a, int b); // 可以有默认方法和静态方法 default void print() { System.out.println("计算结果"); } } // 使用 Lambda 表达式 public class TestFunctional { public static void main(String[] args) { // 传统方式 Calculator add = new Calculator() { @Override public int calculate(int a, int b) { return a + b; } }; // Lambda 方式 Calculator subtract = (a, b) -> a - b; Calculator multiply = (a, b) -> a * b; System.out.println(add.calculate(10, 5)); // 15 System.out.println(subtract.calculate(10, 5)); // 5 System.out.println(multiply.calculate(10, 5)); // 50 } }