language-agnostic - 类中私有(private)成员的目的

Question

在面向对象编程中拥有类/结构的私有(private)/ protected 成员的目的是什么？让所有成员都公开有什么害处？

Answer 1

封装。 IE。隐藏类数据的实现。这允许您稍后更改它，而不会破坏所有客户端代码。例如。如果你有

class MyClass {
    public int foo;
}

您的客户可能会编写如下代码

MyClass bar = new MyClass();
bar.foo++;

现在如果你意识到 foo实际上应该是double而不是int，你改变它:

class MyClass {
    public double foo;
}

并且客户端代码无法编译:-(

使用设计良好的接口(interface)，内部(私有(private)部分)的更改甚至可能包括将成员变量转换为计算，反之亦然:

class Person {
    public String getName();
    public String getStreetAddress();
    public String getZipCode();
    public String getCountryCode();
    public int hashCode();
}

(为了简单起见，使用 String 属性——在现实世界的设计中，其中一些可能应该有自己的类型。)

使用这种设计，您可以自由地进行例如介绍 Address内部属性，其中将包含街道地址、邮政编码和国家/地区代码，并重写您的访问器以使用此私有(private)成员的字段，而您的客户不会注意到任何事情。

您还可以自由决定是每次都计算哈希码，还是将其缓存到私有(private)变量中以提高性能。但是，如果该缓存字段是公开的，那么任何人都可以更改它，这可能会破坏哈希映射行为并引入细微的错误。所以封装是保证对象内部状态一致性的关键。例如。在上面的示例中，您的设置者可以轻松验证邮政编码和国家/地区代码，以防止设置无效值。您甚至可以确保邮政编码格式对实际国家/地区有效，即确保跨多个属性的有效性标准。使用精心设计的界面，您可以通过例如强制执行此绑定(bind)。仅提供一个 setter 来同时设置两个属性:

    public void setCountryCodeAndZip(String countryCode, String zipCode);

但是，对于公共(public)字段，您根本没有这些选择。

私有(private)字段的一个特殊用例是不可变对象(immutable对象)。这在例如Java，示例为 String和 BigDecimal .这些类根本没有公共(public) setter ，这保证了它们的对象一旦创建就不会改变它们的状态。这可以实现许多性能优化，并使它们更易于在例如多线程程序，ORM 等。