Java修饰符

前言

Java语言提供了很多修饰符,主要分为以下两类:

  • 访问修饰符
  • 非访问修饰符
    修饰符用来定义类、方法或者变量,通常放在语句的最前端。

访问控制修饰符

Java中,可以使用==访问控制符==来保护对类、变量、方法和构造方法的访问。Java支持4种不同的访问权限。

  • default(即缺省,什么也不写):在同一包内可见,不使用任何修饰符。使用对象:类、接口、变量、方法。
  • private:在同一类内可见。使用对象:变量、方法。注意:不能修饰类(外部类)
  • public:对所有类可见。使用对象:类、接口、变量、方法
  • protected:对同一包内的类和所有子类可见。使用对象:变量,方法。注意:不能修饰类(外部类)。

默认访问修饰符-不使用任何关键字

使用默认访问修饰符声明的变量和方法,对同一包内的类是可见的。接口里的变量都隐式声明为public static final,而接口里的方法默认情况下访问权限为publi。
如下例,变量和方法的声明可以不使用任何修饰符

String version = "3.0.3";
boolean processOrder(){
    return true;
}

私有访问修饰符-private

私有访问修饰符是最严格的访问级别,所以被声明为private的方法、变量和构造方法只能被所属类访问,并且类和接口不能声明为private。
声明为私有访问类型的变量只能通过类中公共的getter方法被外部类访问。
Private访问控制修饰符的使用主要用来隐藏类的实现细节和保护类的数据。
下面的类使用了私有访问控制符:

public class Logger{
    private String format;
    public String getFormat(){
    return this.format;
    }
    public void setFormat(String format){
    this.format = format;
    }
}

实例中,Logger类中的format变量为私有变量,所以其他类不能直接得到和设置该变量的值。为了使其他类能够操作该变量,定义了两个public方法:getFormat()(能够返回format的值)和setFormat(String)(设置format的值)

公有访问修饰符-public

被声明为public的类、方法、构造方法和接口能够被任何其他类访问。
如果几个相互访问的public类分布在不同的包中,则需要导入相应public类所在包。由于类的继承性,类的所有公有方法和变量都能被其子类继承。
以下函数使用了公有访问控制:

public static void main(String[] args){
    // ...
}

Java程序的main()方法必须设置公有的,否则,Java解释器将不能运行该类。

受保护的访问修饰符-protected

protected需要从以下两个点来分析说明:

  • 子类与基类在同一包中:被声明protected的变量、方法和构造器能够被同一个包中的任何其他类访问;
  • 子类与基类不在同一包中:那么在子类中,子类实例可以访问其从基类继承而来的protected方法,而不能访问基类实例的protected方法。
    protected可以修饰数据成员,构造方法,方法成员,不能修饰类(内部类除外)。

    子类能访问protected修饰符声明的方法和变量,这样就能保护不相关的类使用这些方法和变量。
    下面的父类使用了protected访问修饰符,子类重写了父类的openSpeaker()方法。
    `java
    class AudioPlayer{
    protected boolean openSpeaker(Speaker sp){
    //实现细节
    }
    }

class StreamingAudioPlayer extends AudioPlayer{
protected boolean openSpeaker(Speaker sp){
//实现细节
}
}

如果把 openSpeaker() 方法声明为 private,那么除了 AudioPlayer 之外的类将不能访问该方法。<br>
如果把 openSpeaker() 声明为 public,那么所有的类都能够访问该方法。<br>
如果我们只想让该方法对其所在类的子类可见,则将该方法声明为 protected。<br>
[Java protected关键字详解](https://www.runoob.com/w3cnote/java-protected-keyword-detailed-explanation.html)

#### 访问控制和继承
请注意以下方法继承的规则:
- 父类中声明为public的方法在子类中也必须为public。
- 父类中声明为protected的方法在子类中要么声明为protected,要么声明为public,不能声明为private。
- 父类中声明为private的方法,不能被继承。

### 非访问修饰符
为了实现一些其他功能,Java也提供了许多非访问修饰符。
- static修饰符,用来修饰类方法和类变量。
- final修饰符,用来修饰类、方法和变量,final修饰的类不能被继承,修饰的方法不能被继承类重新定义,修饰的变量为常量,是不可修改的。
- abstract修饰符,用来创建抽象类和抽象方法。
- synchronized和volatile修饰符,主要用于线程的编程。

#### static修饰符
- 静态变量:static关键字用来声明独立于对象的静态变量,无论一个类实例化多少对象,它的静态变量只有一份拷贝。静态变量也被称为类变量。局部变量不能被声明为static变量。
- 静态方法:static关键字用来声明独立于对象的静态方法。静态方法不能使用类的非静态变量。静态方法从参数列表得到数据,然后计算这些数据。

对类变量和方法的访问可以直接使用classname.variablename和classname.methodname方式访问。<br>如下示例,static修饰符用来创建类方法和类变量。
```java
public class InstanceCounter {
   private static int numInstances = 0;
   protected static int getCount() {
      return numInstances;
   }

   private static void addInstance() {
      numInstances++;
   }

   InstanceCounter() {
      InstanceCounter.addInstance();
   }

   public static void main(String[] arguments) {
      System.out.println("Starting with " +
      InstanceCounter.getCount() + " instances");
      for (int i = 0; i < 500; ++i){
         new InstanceCounter();
          }
      System.out.println("Created " +
      InstanceCounter.getCount() + " instances");
   }
}
//以上示例运行结果如下:
Starting with 0 instances
Created 500 instances

final修饰符

final变量:final表示“最后的,最终的”意思,变量一旦赋值后,不能被重新赋值。被final修饰的实例变量必须显式指定初始值。final修饰符通常和static修饰符一起使用来创建类常量。

//实例
public class Test{
  final int value = 10;
  // 下面是声明常量的实例
  public static final int BOXWIDTH = 6;
  static final String TITLE = "Manager";

  public void changeValue(){
     value = 12; //将输出一个错误
  }
}
final方法
  • 类中的final方法可以被子类继承,但不能被子类修改。
  • 声明final方法的主要目的是防止该方法的内容被修改。
    如下所示,使用final修饰符声明方法。
    public class Test{
      public final void changeName(){
      //方法体
      }
    }
    
    final类
    final类不能被继承,没有类能够继承final类的任何特性。
    //实例
    public final class Test{
      //类体
    }
    

    abstract修饰符

    抽象类:
  • 抽象类不能用来实例化对象,声明抽象类的唯一目的是为了对该类进行扩充。
  • 一个类不能同时被abstract和final修饰。如果一个类包含抽象方法,那么该类一定要声明为抽象类,否则将会编译错误。
  • 抽象类可以包含抽象方法和非抽象方法。
    `java
    //实例
    abstract class Caravan{
    private double price;
    private String model;
    private String year;
    public abstract void goFast(); //抽象方法
    public abstract void changeColor();

}


##### 抽象方法
- 抽象方法是一种没有任何实现的方法,该方法的具体实现由子类提供。
- 抽象方法不能被声明成final和static。
- 任何继承抽象类的子类必须实现父类的所有抽象方法,除非该子类也是抽象类。
- 如果一个类包含若干个抽象方法,那么该类必须声明为抽象类,抽象类可以不包含抽象方法。
抽象方法的声明以分号结尾,例如:public abstract sample();
```java
//实例
public abstract class SuperClass{
    abstract void m(); //抽象方法
}

class SubClass extends SuperClass{
     //实现抽象方法
      void m(){
          .........
      }
}

synchronized(同步)修饰符

synchronized关键字声明的方法同一时间只能被一个线程访问。synchronized修饰符可以应用于四个访问修饰符。

//实例
public synchronized void showDetails(){
    .......
}

transient(瞬态)修饰符

序列化的对象包含被transient修饰的实例变量时,java虚拟机(JVM)跳过该特定的变量。
该修饰符包含在定义变量的语句中,用来预处理类和变量的数据类型。

//实例
public transient int limit = 55;   // 不会持久化
public int b; // 持久化

volatile(挥发性)修饰符

volatile修饰的成员变量在每次被线程访问时,都强制从共享内存中重新读取该成员变量的值。而且当成员变量发生变化时,会强制线程将变量值回写到共享内存。这样在任何时刻,两个不同的线程总是看到某个成员变量的同一个值。
一个volatile对象引用可能是null。

//实例
public class MyRunnable implements Runnable
{
    private volatile boolean active;
    public void run()
    {
        active = true;
        while (active) // 第一行
        {
            // 代码
        }
    }
    public void stop()
    {
        active = false; // 第二行
    }
}

通常情况下,在一个线程调用 run() 方法(在 Runnable 开启的线程),在另一个线程调用 stop() 方法。 如果 第一行 中缓冲区的 active 值被使用,那么在 第二行 的 active 值为 false 时循环不会停止。

但是以上代码中我们使用了 volatile 修饰 active,所以该循环会停止。

本章总结

Java的类(外部类)有2种访问权限:public,default。
而方法和变量有4种:public、default、protected,private。
其中默认访问权限和protected很相似,有着细微的差别。

  • public意味着任何地方的其他类都能访问。
  • default则是同一个包的类可以访问。
  • protected表示同一个包的类可以访问,其他的包的该类子类也可以访问。
  • private表示只有自己类能够访问。

修饰符:abstract、static、final

  • abstract:表示是抽象类。使用对象:类、接口、方法。
  • static:可以当做普通类使用,而不用先实例化一个外部类。(用他修饰后,就成了静态内部类了)。使用对象:类、变量、方法、初始化函数(注意:修饰类时只能修饰内部类)
  • final:表示类不可以被继承。使用对象:类、变量、方法。
关于static
  • static全局变量与普通的全局变量:static全局变量只初使化一次,防止在其他文件单元中被引用;
  • static局部变量和普通局部变量:static局部变量只被初始化一次,下一次依据上一次结果值;
  • static函数与普通函数:static函数在内存中只有一份,普通函数在每个被调用中维持一份拷贝。

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