Java 的公共字段是怎么回事？

Question

我一直在阅读 javaworld.com 上的两篇文章 (1)(2)，关于所有类字段应该如何私有以及 getter/setter 方法同样糟糕。一个对象应该作用于它拥有的数据，而不是允许访问它。

我目前正在为Connect Four 完成一项大学作业。在设计程序时，玩游戏的代理需要访问棋盘的状态（这样他们就可以决定要移动什么）。他们还需要将此举动传递给游戏，以便将其验证为合法举动。并且在决定要移动什么的过程中，碎片被分组为带有起点和终点的威胁。

Board、Threat 和 Point 对象实际上并没有做任何事情。它们只是用来存储可以以人类可读方式访问的相关数据。

在设计之初，我将板上的点表示为两个元素 int 数组，但是在创建点或引用它们的组件时这很烦人。

所以，班级：

public class Point {
    public int x;
    public int y;
    public Point(int x, int y){
        this.x = x;
        this.y = y;
    }
}

在我能想到的每一个方面都很完美。除了它打破了我学到的每一条规则。我犯了罪吗？

Answer 1

公共字段将对象的表示暴露给它的调用者，即如果表示必须改变，那么调用者也应该这样做。

通过封装表示，您可以强制调用者如何与之交互，并且可以更改该表示，而无需修改调用者，前提是公共 api 未更改。在任何重要的程序中，封装对于实现合理的可维护性都是必要的。但是，虽然您需要胶囊，但它们的适当粒度可能大于单个类。例如，从 Collection 的内部表示中封装 Iterator 是没有意义的。

不碍事，让我们看看你的例子：

public class Point {
    public int x;
    public int y;
    public Point(int x, int y){
        this.x = x;
        this.y = y;
    }
}

该类的内部表示极不可能更改，因此通过将字段设为私有来隐藏表示的结构没有任何好处。但是，我会阻止调用者在构造 Point 后对其进行修改：

public class Point {
    public final int x;
    public final int y;
    public Point(int x, int y){
        this.x = x;
        this.y = y;
    }
}

以便真正希望封装其状态的类可以返回其 Point 而无需 leaking 其内部表示，并在其表示中使用给定 Point 而不使用 capturing 它。这也非常适合点的数学概念，它没有身份或状态变化。

在设计程序时，玩游戏的代理需要访问棋盘的状态（以便他们决定要移动什么）。他们还需要将此举动传递给游戏，以便将其验证为合法举动。在决定要移动什么的过程中，碎片被分组为带有起点和终点的威胁。

Board、Threat 和 Point 对象实际上并没有做任何事情。它们只是用来存储可以以人类可读方式访问的相关数据。

现在这听起来像是浪费了封装的机会：代理商真的不应该被允许任意修改董事会，而应该被限制在合法的行动中。当要更新的状态位于 Board 类中时，为什么要由 Game 类决定什么是合法移动？如果Board 自己验证移动，任何呼叫者，尤其是代理，都不能违反游戏规则：

public class Board {
    // private fields with state

    // public methods to query state

    public void perform(Move move) throws IllegalMoveException;
}

Answer 2

将字段公开并不总是一种罪过，但您会严重限制自己，因为您将实现与使用它的类耦合。稍后说您想添加一个侦听器，该侦听器在设置 X 中的值时通知您。如果不重构所有内容，您将无法做到这一点。如果您实现 setX() 并隐藏字段本身，则只需更改 setX() 的实现即可通知您进行了更改，而使用此方法的类没有更改。

Answer 3

这是 c# 相对于 Java 的优势之一。您可以声明一个具有公共字段的类，然后改变主意使用带有 getter 和 setter 的隐藏字段；但是调用者的语法是一样的

public class Point
{
     public int X;
}

变成

public class Point
{
     int m_x;
     public int X {get {return m_x;} set {m_x = value;}
}

但调用者总是这样做

Point p;
p.X = 12;

Answer 4

如果您知道接口不会改变，那么将变量设为 public 是完全合法的。问题是随着程序变得越来越复杂，您需要更改对该字段的访问权限，但现代 IDE 使重构变得容易，所以我会说继续。

Answer 5

是和不是。

不，如果：您确定自己的范围，并且不需要任何需要普通 Java 属性（getter/setter）的东西，那么这可能没什么大不了的。

是的，如果：某些行为可能会改变，例如您需要抽象影响 x 或 y 的计算而不影响调用代码，或者您正在使用需要 getter 和/或 setter 的东西。

一般来说，遵循普通的 Java 属性模式是最容易的——它消除了一种风险。这也是我希望 Java 拥有真实属性的原因之一。

Answer 6

Java 的“规则”不是绝对的。在您的情况下，当您仅使用对象来存储数据而不提供关键行为时，将字段公开是完全可以的。

另一方面，对于您不需要或不想向用户公开的字段，因为它们可能仅在内部上下文中相关，那么您应该将字段标记为私有并仅提供 getter 和/或 setter如果你真的需要/想要。

您的对象越复杂，确保操作之间的一致状态就越重要，因此程序员就越有可能将对象的状态很好地封装。

Answer 7

我认为这没有问题。如果是一种罪，它至少不是一个凡人的罪。向量是另一种方法，但从我在 java 中收集到的向量需要太多开销。

Answer 8

公共字段打破了封装规则，即数据保护。是的，它们确实保存了数据，但是通过使用您的实例变量 PUBLIC，您的工作区中的任何类都可以访问它。 实例变量可以像私有一样受到保护。使用 getter 和 setter 方法只是为了修改类的实例变量保存的数据。 通常你的 setter 方法会有某种验证，这就是为什么我们必须保护损坏数据的实例变量（通过将它们标记为私有或受保护）

在上面的示例中，您有一个构造函数，它正在初始化您的 inst。变量，但是作为此类的开发人员，您很有可能有权并知道要插入什么数据以保持类的完整性。在您的课程上工作的其他人可能没有意识到这一点，并且可能会通过破坏封装和整个程序来访问您的变量。

考虑 x=-10;当 x 只能从 0 到 100 时（例如）。 我建议坚持封装原则。 希望这会有所帮助！

Answer 9

有时规则会预测您可能没有考虑过的使用情况。

如果您制作一组点或点的哈希图怎么办？为了让它按照你希望的方式工作，你应该实现 equals() 和 hashcode() 重载，但是最好的做法是使对象不可变 - 这样你就不能从下面更改值设置/映射。