5.4 類訪問 · Java 編程思想

# 5.4 類訪問在Java中，亦可用訪問指示符判斷出一個庫內的哪些類可由那個庫的用戶使用。若想一個類能由客戶程序員調用，可在類主體的起始花括號前面某處放置一個`public`關鍵字。它控制著客戶程序員是否能夠創建屬于這個類的一個對象。為控制一個類的訪問，指示符必須在關鍵字`class`之前出現。所以我們能夠使用： ``` public class Widget { ``` 也就是說，假若我們的庫名是`mylib`，那么所有客戶程序員都能訪問`Widget`——通過下述語句： ``` import mylib.Widget; ``` 或者 ``` import mylib.*; ``` 然而，我們同時還要注意到一些額外的限制： (1) 每個編譯單元（文件）都只能有一個`public`類。每個編譯單元有一個公共接口的概念是由那個公共類表達出來的。根據自己的需要，它可擁有任意多個提供支撐的“友好”類。但若在一個編譯單元里使用了多個`public`類，編譯器就會向我們提示一條出錯消息。 (2) `public`類的名字必須與包含了編譯單元的那個文件的名字完全相符，甚至包括它的大小寫形式。所以對于`Widget`來說，文件的名字必須是`Widget.java`，而不應是`widget.java`或者`WIDGET.java`。同樣地，如果出現不符，就會報告一個編譯期錯誤。 (3) 可能（但并常見）有一個編譯單元根本沒有任何公共類。此時，可按自己的意愿任意指定文件名。如果已經獲得了`mylib`內部的一個類，準備用它完成由`Widget`或者`mylib`內部的其他某些`public`類執行的任務，此時又會出現什么情況呢？我們不希望花費力氣為客戶程序員編制文檔，并感覺以后某個時候也許會進行大手筆的修改，并將自己的類一起刪掉，換成另一個不同的類。為獲得這種靈活處理的能力，需要保證沒有客戶程序員能夠依賴自己隱藏于`mylib`內部的特定實現細節。為達到這個目的，只需將`public`關鍵字從類中剔除即可，這樣便把類變成了“友好的”（類僅能在包內使用）。注意不可將類設成`private`（那樣會使除類之外的其他東西都不能訪問它），也不能設成`protected`（注釋④）。因此，我們現在對于類的訪問只有兩個選擇：“友好的”或者`public`。若不愿其他任何人訪問那個類，可將所有構造器設為`private`。這樣一來，在類的一個`static`成員內部，除自己之外的其他所有人都無法創建屬于那個類的一個對象（注釋⑤）。如下例所示： ``` //: Lunch.java // Demonstrates class access specifiers. // Make a class effectively private // with private constructors: class Soup { private Soup() {} // (1) Allow creation via static method: public static Soup makeSoup() { return new Soup(); } // (2) Create a static object and // return a reference upon request. // (The "Singleton" pattern): private static Soup ps1 = new Soup(); public static Soup access() { return ps1; } public void f() {} } class Sandwich { // Uses Lunch void f() { new Lunch(); } } // Only one public class allowed per file: public class Lunch { void test() { // Can't do this! Private constructor: //! Soup priv1 = new Soup(); Soup priv2 = Soup.makeSoup(); Sandwich f1 = new Sandwich(); Soup.access().f(); } } ///:~ ``` ④：實際上，Java 1.1內部類既可以是“受到保護的”，也可以是“私有的”，但那屬于特別情況。第7章會詳細解釋這個問題。 ⑤：亦可通過從那個類繼承來實現。迄今為止，我們創建過的大多數方法都是要么返回void，要么返回一個基本數據類型。所以對下述定義來說： ``` public static Soup access() { return psl; } ``` 它最開始多少會使人有些迷惑。位于方法名（`access`）前的單詞指出方法到底返回什么。在這之前，我們看到的都是`void`，它意味著“什么也不返回”（`void`在英語里是“虛無”的意思。但亦可返回指向一個對象的引用，此時出現的就是這個情況。該方法返回一個引用，它指向類`Soup`的一個對象。 `Soup`類向我們展示出如何通過將所有構造器都設為`private`，從而防止直接創建一個類。請記住，假若不明確地至少創建一個構造器，就會自動創建默認構造器（沒有參數）。若自己編寫默認構造器，它就不會自動創建。把它變成`private`后，就沒人能為那個類創建一個對象。但別人怎樣使用這個類呢？上面的例子為我們揭示出了兩個選擇。第一個選擇，我們可創建一個`static`方法，再通過它創建一個新的`Soup`，然后返回指向它的一個引用。如果想在返回之前對`Soup`進行一些額外的操作，或者想了解準備創建多少個`Soup`對象（可能是為了限制它們的個數），這種方案無疑是特別有用的。第二個選擇是采用“設計模式”（Design Pattern）技術，本書后面會對此進行詳細介紹。通常方案叫作“單例”，因為它僅允許創建一個對象。類`Soup`的對象被創建成`Soup`的一個`static private`成員，所以有一個而且只能有一個。除非通過`public`方法`access()`，否則根本無法訪問它。正如早先指出的那樣，如果不針對類的訪問設置一個訪問指示符，那么它會自動默認為“友好的”。這意味著那個類的對象可由包內的其他類創建，但不能由包外創建。請記住，對于相同目錄內的所有文件，如果沒有明確地進行`package`聲明，那么它們都默認為那個目錄的默認包的一部分。然而，假若那個類一個`static`成員的屬性是`public`，那么客戶程序員仍然能夠訪問那個`static`成員——即使它們不能創建屬于那個類的一個對象。