Was ist Kapselung?
Bei der Kapselung in Java geht es darum, die Details der Funktionsweise einer Sache verborgen zu halten, während andere sie dennoch nutzen können. Sie gruppieren Ihre Daten (wie Variablen) und Methoden (wie Funktionen) in einer Einheit, die als Klasse bezeichnet wird. Anstatt jedem den direkten Zugriff auf Ihre Daten zu ermöglichen, stellen Sie Methoden (Getter und Setter) bereit, um zu steuern, wie auf die Daten zugegriffen oder diese geändert werden. Auf diese Weise schützen Sie Ihre Daten und halten Ihren Code sauber und organisiert, ohne dass jemand mit dem Innenleben herumhantiert, es sei denn, Sie möchten dies.

Wie man es benutzt
Um die Kapselung in Java zu verwenden, erstellen Sie eine Klasse mit privaten Feldern und stellen öffentliche Methoden (wie Getter und Setter) bereit, um auf diese Felder zuzugreifen und sie zu ändern. Dadurch wird sichergestellt, dass die Daten nur kontrolliert geändert werden können. Wenn Sie beispielsweise eine Person-Klasse erstellen möchten, in der Name und Alter privat sind, würden Sie Getter verwenden, um die Werte abzurufen, und Setter, um sie zu aktualisieren. So können Sie es machen:

public class Person {
    // Private fields
    private String name;
    private int age;

    // Constructor
    public Person(String name, int age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
    }

    // Getter for name
    public String getName() {
        return name;
    }

    // Setter for name
    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

    // Getter for age
    public int getAge() {
        return age;
    }

    // Setter for age
    public void setAge(int age) {
        if(age > 0) { // Simple validation
            this.age = age;
        } else {
            System.out.println("Age must be positive.");
        }
    }
}

// Using the Person class
public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Person person = new Person("John", 25);

        // Accessing fields using getters
        System.out.println(person.getName()); // Output: John
        System.out.println(person.getAge());  // Output: 25

        // Modifying fields using setters
        person.setName("Jane");
        person.setAge(30);

        System.out.println(person.getName()); // Output: Jane
        System.out.println(person.getAge());  // Output: 30
    }
}

Lass es uns aufschlüsseln
Lassen Sie uns den Code aufschlüsseln und jeden Abschnitt Schritt für Schritt erklären:

1. Klassendefinition mit privaten Feldern

public class Person {
    // Private fields
    private String name;
    private int age;
}

Erläuterung:

Dies ist die Person-Klasse, in der wir zwei private Felder definieren: Name (ein String) und Alter (ein int). Indem wir diese Felder privat machen, stellen wir sicher, dass keine andere Klasse direkt auf sie zugreifen oder sie ändern kann. Dies ist die Kernidee der Kapselung – das Verbergen des internen Zustands eines Objekts.

2. Konstrukteur

    // Constructor
    public Person(String name, int age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
    }

Erläuterung:

Der Konstruktor initialisiert das Person-Objekt, wenn es erstellt wird. Es benötigt zwei Parameter, Name und Alter, und weist diese Werte den privaten Feldern zu. Dadurch wird sichergestellt, dass ein neues Personenobjekt beim Erstellen mit gültigen Daten beginnt.

3. Getter und Setter für

    // Getter for name
    public String getName() {
        return name;
    }

    // Setter for name
    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

Erläuterung:

Der Konstruktor initialisiert das Person-Objekt, wenn es erstellt wird. Es benötigt zwei Parameter, Name und Alter, und weist diese Werte den privaten Feldern zu. Dadurch wird sichergestellt, dass ein neues Personenobjekt beim Erstellen mit gültigen Daten beginnt.

4. Getter und Setter für Alter (mit Validierung)

    // Getter for age
    public int getAge() {
        return age;
    }

    // Setter for age
    public void setAge(int age) {
        if (age > 0) { // Simple validation
            this.age = age;
        } else {
            System.out.println("Age must be positive.");
        }
    }

Erläuterung:

Der Getter getAge() funktioniert auf die gleiche Weise wie der für den Namen und ermöglicht den Zugriff auf das Altersfeld.
Der Setter setAge() ermöglicht nicht nur die Änderung des Altersfeldes, sondern fügt auch eine Validierungsprüfung hinzu. Die if-Bedingung sorgt dafür, dass das Alter nur dann gesetzt wird, wenn es eine positive Zahl ist. Wenn ein ungültiges Alter angegeben wird (z. B. eine negative Zahl), verhindert der Setter die Aktualisierung und gibt stattdessen eine Meldung aus. Dies ist ein Beispiel dafür, wie Sie durch Kapselung steuern können, welche Art von Daten festgelegt werden können.

5. Verwendung der Personenklasse

// Using the Person class
public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Person person = new Person("John", 25);

        // Accessing fields using getters
        System.out.println(person.getName()); // Output: John
        System.out.println(person.getAge());  // Output: 25

        // Modifying fields using setters
        person.setName("Jane");
        person.setAge(30);

        System.out.println(person.getName()); // Output: Jane
        System.out.println(person.getAge());  // Output: 30
    }
}

Erläuterung:

In diesem Abschnitt erstellen wir mithilfe des Konstruktors ein Personenobjekt (Person). Der Konstruktor legt den Anfangsnamen auf „John“ und das Alter auf 25 fest.

Dann verwenden wir die Getter (getName() und getAge()), um die Werte von Name und Alter auszugeben. Danach verwenden wir die Setter (setName() und setAge()), um die Werte zu aktualisieren. Abschließend werden die aktualisierten Werte erneut mithilfe der Getter ausgegeben.

Wichtige Punkte der Kapselung in Aktion:

• Datenschutz:

  Auf die privaten Felder kann nicht direkt von außerhalb der Klasse zugegriffen oder diese geändert werden.

• Kontrollierter Zugang:

  Getter und Setter bieten eine kontrollierte Möglichkeit, auf die privaten Felder zuzugreifen und diese zu ändern.

• Validierung:

  Der Setter für das Alter zeigt, wie Sie Regeln durchsetzen können (z. B. muss das Alter positiv sein), um die Daten vor ungültigen Eingaben zu schützen.