第14条:在公有类中使用访问方法而非公有域
有时候,可能会编写一些退化类(degenerate classes),没有什么作用,只是用来集中实例域:
// Degenerate classes like this should not be public!
class Point {
public double x;
public double y;
}
由于这种类的数据是可以被直接访问的,这些类没有提供封装(ecapsulation)的功能(见第13条)。如果不改变API,就无法改变它的数据表示法,也无法强加任何约束条件;当域被访问的时候,无法采取任何辅助的行动。坚持面向对象程序设计的程序猿对这种类深恶痛绝,认为应该用包含私有域和公有访问方法(getter
)的类代替。对于可变的类来说,应该用包含私有域和公有设值方法(setter
)的类代替:
// Encapsulation of data by accessor methods and mutators
class Point {
private double x;
private double y;
public Point(double x, double y) {
this.x = x;
this.y = y;
}
public double getX() { return x; }
public double getY() { return y; }
public void setX(double x) { this.x = x; }
public void setY(double y) { this.y = y; }
}
毫无疑问,说到公有类的时候,坚持面向对象程序设计思想的看法是正确的:如果类可以在它所在的包的外部进行访问,就提供访问方法,以保留将来改变该类的内部表示法的灵活性。如果公有类暴露了它的数据域,要想在将来改变其内部表示法是不可能的,因为公有类的客户端代码已经遍布各处了。
然而,如果类是包级私有的,或者是私有的嵌套类,直接暴露它的数据域并没有本质的错误——假设这些数据域确实描述了该类所提供的抽象。这种方法比访问方法的做法更不会产生视觉混乱,无论实在类定义中,还是在使用类的客户端代码中。虽然客户端代码与该类的内部表示法紧密相连,但是这些代码被先定在包含该类的包中。如有必要,不改变包之外的任何代码而只改变内部数据表示法也是可以的。在私有嵌套类的情况下,改变的作用范围被进一步限制在外围类中。
Java平台类库中有几个类违反了“公有类不应该直接暴露数据域”的告诫。显著的例子包括java.awt
包中的Point
和Dimension
类。它们是不值得效仿的例子,相反,这些类应该被当做反面的警告示例。正如第55条中所讲述的,决定暴露Dimension
类的内部数据造成了严重的性能问题,而且,这个问题至今依然存在。
让公有类直接暴露域虽然从来都不是种好办法,但是如果域是不可变的,这种做法的危害就比较小一些。如果不改变类的API,就无法改变这种类的表示法,当域被读取的时候,你也无法采取辅助的行动,但是可以强加约束条件。例如,这个类确保了每个实例都表示一个有效的时间:
// Public class with exposed immutable fields - questionable
public final class Time {
private static final int HOURS_PER_DAT = 24;
private static final int MINUTES_PER_HOUR = 60;
public final int hour;
public final int minute;
public Time(int hour, int minute) {
if (hour < 0 || hour >= HOURS_PER_DAT)
throw new IllegalArgumentException("Hour: " + hour);
if (minute < 0 || minute >= MINUTES_PER_HOUR)
throw new IllegalArgumentException("Min: " + minute);
this.hour = hour;
this.minute = minute;
}
... // Remainder omitted
}
总之,公有类永远都不应该暴露可变的域。虽然还是有问题,但是让公有类暴露不可变的域其实危害比较小。但是,有时候会需要用包级私有的或者私有的嵌套类来暴露域,无论这个类是可变的还是不可变的。