Java中public, private, protected, 默认的区别？

Java访问修饰符定义了类成员的可见性：public：任何地方可见private：仅限该类内部可见protected：包内和子类可见默认（包访问权限）：仅限包内可见

你可能在Java代码里见过public、private、protected以及那个啥也不写的默认修饰符，它们像守护神一样守护着你的类成员。但它们到底有何不同？仅仅是控制可见性那么简单吗？让我们深入探讨一下。

这篇文章将带你理解Java访问修饰符的精髓，并分享一些我在多年编程生涯中积累的经验教训，帮你写出更安全、更易维护的代码。你将学会如何巧妙地运用这些修饰符来构建健壮的程序，避免一些常见的陷阱。

基础回顾：类、成员和封装

在深入之前，我们得先理清几个基本概念。Java的核心是面向对象编程，一切围绕类展开。类包含成员，包括字段（变量）和方法（函数）。封装是面向对象编程的重要原则，它隐藏了类的内部实现细节，只对外暴露必要的接口。访问修饰符正是实现封装的关键工具。

核心概念：权限的层次

public、private、protected和默认修饰符定义了类成员的可访问性，它们构成了一个权限等级体系。

• public： 这是权限最高的修饰符。被public修饰的成员，可以在任何地方访问，无论是在同一个类、同一个包，还是不同的包。 它就像一个敞开的城门，任谁都能进出。 使用时要谨慎，过度使用public会降低代码的封装性，增加维护的难度。 想象一下，如果你的所有成员都是public，那你的类就像一个透明的玻璃房，所有内部结构都暴露无遗，这可不是什么好事。
• private： 这是权限最低的修饰符。被private修饰的成员，只能在声明它们的类内部访问。 它就像一个坚固的堡垒，只有堡垒内的居民才能进入。这是保护类内部状态的最佳方式，它能防止外部代码意外地修改类内部数据，提高代码的可靠性。 我强烈建议尽可能多地使用private，除非有充分的理由需要更高的访问权限。
• protected： 它的权限介于public和private之间。被protected修饰的成员，可以在同一个包内访问，也可以在不同的包中被其子类访问。 它就像一个带密码的城门，只有包内居民和拥有正确“密码”（继承关系）的外部居民才能进入。 这在设计继承体系时非常有用，允许子类访问父类的某些受保护的成员，同时又防止外部代码直接访问。
• 默认（包访问权限）： 没有显式指定访问修饰符时，默认使用包访问权限。 这意味着，成员只能在同一个包内访问。 这在一定程度上提供了封装性，但不如private严格。

代码示例：直观感受

让我们通过一个简单的例子来感受一下这些修饰符的不同：

package com.example;

class Animal {
    public String name; // 公开的名称
    protected int age; // 受保护的年龄
    String species;  // 默认包访问权限的物种
    private double weight; // 私有的体重

    public void displayInfo() {
        System.out.println("Name: " + name + ", Age: " + age + ", Species: " + species + ", Weight: " + weight);
    }
}

class Dog extends Animal {
    public void bark() {
        System.out.println("Woof!");
        // 可以访问父类的public, protected成员
        System.out.println("My age is: " + age);
        //不能访问父类的private成员
        //System.out.println("My weight is: " + weight);
    }
}

public class AccessModifierDemo {
    public static void main(String[] args) {
        Dog dog = new Dog();
        dog.name = "Buddy";
        dog.bark();
        dog.displayInfo(); // 只能访问public成员
        //dog.age = 5; // 报错：protected成员不能直接访问
        //dog.species = "Canis lupus familiaris"; // 报错：默认包访问权限，在不同包下不能直接访问
        //dog.weight = 25.5; // 报错：private成员不能访问
    }
}

这段代码展示了不同访问修饰符带来的限制。

性能优化和最佳实践

访问修饰符本身对性能影响微乎其微，关键在于合理使用。 过度使用public会增加代码的耦合性，降低可维护性。 而过度使用private则可能导致代码过于复杂，难以扩展。 我们需要在封装性和可扩展性之间找到平衡点。

一个好的经验法则是：尽可能使用private，只在必要时才使用protected或public。 记住，良好的封装性是高质量代码的关键。

常见错误与调试

一个常见的错误是错误地使用访问修饰符，导致代码难以维护或出现意想不到的错误。 例如，将应该设置为private的成员设置为public，可能会导致外部代码修改内部状态，引发bug。 调试这类问题需要仔细检查代码的访问权限，并使用IDE的调试工具跟踪变量的值。

总而言之，熟练掌握Java访问修饰符，并遵循良好的编程习惯，能显著提升你的代码质量。 记住，权限的艺术在于平衡：保护你的内部状态，同时提供必要的外部接口。 这才是真正的高手境界。

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