Java的访问修饰符与变量的作用域讲解

Java访问修饰符（访问控制符）
Java 通过修饰符来控制类、属性和方法的访问权限和其他功能，通常放在语句的最前端。例如：

public class className {
  // body of class
}
private boolean myFlag;
static final double weeks = 9.5;
protected static final int BOXWIDTH = 42;
public static void main(String[] arguments) {
  // body of method
}

Java 的修饰符很多，分为访问修饰符和非访问修饰符。本节仅介绍访问修饰符，非访问修饰符会在后续介绍。

访问修饰符也叫访问控制符，是指能够控制类、成员变量、方法的使用权限的关键字。

在面向对象编程中，访问控制符是一个很重要的概念，可以使用它来保护对类、变量、方法和构造方法的访问。

Java支持四种不同的访问权限：

public：公有的

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类分布在不用的包中，则需要导入相应public类所在的包。由于类的继承性，类所有的公有方法和变量都能被其子类继承。

下面的方法使用了公有访问控制：

public static void main(String[] arguments) {
  // body of method
}

Java程序的main() 方法必须设置成公有的，否则，Java解释器将不能运行该类。
protected：受保护的

被声明为protected的变量、方法和构造方法能被同一个包中的任何其他类访问，也能够被不同包中的子类访问。

protected访问修饰符不能修饰类和接口，方法和成员变量能够声明为protected，但是接口的成员变量和成员方法不能声明为protected。

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，子类重载了父类的bark()方法。

public class Dog{
  protected void bark() {
    System.out.println("汪汪，不要过来");
  }
}
class Teddy extends Dog{ // 泰迪
  void bark() {
    System.out.println("汪汪，我好怕，不要跟着我");
  }
}

如果把bark()方法声明为private，那么除了Dog之外的类将不能访问该方法。如果把bark()声明为public，那么所有的类都能够访问该方法。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。 
private：私有的

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/Setter方法被外部类访问。

private访问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修饰符：

public class Dog{
  private String name;
  private int age;
  public String getName() {
    return name;
  }
  public void setName(String name) {
    this.name = name;
  }
  public int getAge() {
    return age;
  }
  public void setAge(int age) {
    this.age = age;
  }
}

例子中，Dog类中的name、age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，定义了两对public方法，getName()/setName() 和 getAge()/setAge()，它们用来获取和设置私有变量的值。

this 是Java中的一个关键字，本章会讲到，你可以点击 Java this关键字详解 预览。

在类中定义访问私有变量的方法，习惯上是这样命名的：在变量名称前面加“get”或“set”，并将变量的首字母大写。例如，获取私有变量 name 的方法为 getName()，设置 name 的方法为 setName()。这些方法经常使用，也有了特定的称呼，称为 Getter 和 Setter 方法。
默认的：不使用任何关键字

不使用任何修饰符声明的属性和方法，对同一个包内的类是可见的。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public。

如下例所示，类、变量和方法的定义没有使用任何修饰符：

class Dog{
  String name;
  int age;
  
  void bark(){ // 汪汪叫
    System.out.println("汪汪，不要过来");
  }
  void hungry(){ // 饥饿
    System.out.println("主人，我饿了");
  }
}

访问控制和继承

请注意以下方法继承（不了解继承概念的读者可以跳过这里，或者点击 Java继承和多态 预览）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。
父类中默认修饰符声明的方法，能够在子类中声明为private。
父类中声明为private的方法，不能够被继承。
如何使用访问控制符

访问控制符可以让我们很方便的控制代码的权限：
当需要让自己编写的类被所有的其他类访问时，就可以将类的访问控制符声明为 public。
当需要让自己的类只能被自己的包中的类访问时，就可以省略访问控制符。
当需要控制一个类中的成员数据时，可以将这个类中的成员数据访问控制符设置为 public、protected，或者省略。

Java变量的作用域
在Java中，变量的作用域分为四个级别：类级、对象实例级、方法级、块级。

类级变量又称全局级变量或静态变量，需要使用static关键字修饰，你可以与 C/C++ 中的 static 变量对比学习。类级变量在类定义后就已经存在，占用内存空间，可以通过类名来访问，不需要实例化。

对象实例级变量就是成员变量，实例化后才会分配内存空间，才能访问。

方法级变量就是在方法内部定义的变量，就是局部变量。

块级变量就是定义在一个块内部的变量，变量的生存周期就是这个块，出了这个块就消失了，比如 if、for 语句的块。块是指由大括号包围的代码，例如：

{
  int age = 3;
  String name = "www.weixueyuan.net";
  // 正确，在块内部可以访问 age 和 name 变量
  System.out.println( name + "已经" + age + "岁了");
}
// 错误，在块外部无法访问 age 和 name 变量
System.out.println( name + "已经" + age + "岁了");

说明：
方法内部除了能访问方法级的变量，还可以访问类级和实例级的变量。
块内部能够访问类级、实例级变量，如果块被包含在方法内部，它还可以访问方法级的变量。
方法级和块级的变量必须被显示地初始化，否则不能访问。

演示代码：

public class Demo{
public static String name = "微学苑"; // 类级变量
public int i; // 对象实例级变量
// 属性块，在类初始化属性时候运行
{
int j = 2;// 块级变量
}
public void test1() {
int j = 3; // 方法级变量
if(j == 3) {
int k = 5; // 块级变量
}
// 这里不能访问块级变量，块级变量只能在块内部访问
System.out.println("name=" + name + ", i=" + i + ", j=" + j);
}
public static void main(String[] args) {
// 不创建对象，直接通过类名访问类级变量
System.out.println(Demo.name);
 
// 创建对象并访问它的方法
Demo t = new Demo();
t.test1();
}
}

运行结果：

微学苑
name=微学苑, i=0, j=3

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