9-2　类的访问权限——封装

学习类至今可以看到我们可以从main()方法直接引用所设计类内的成员变量（属性）和方法，像这种类内的成员变量可以让外部引用的称为公有（public）属性，而可以让外部引用的方法称公有方法。任何类的属性与方法可供外部随意存取，这个设计最大的风险是会有信息安全的疑虑。

程序实例ch9_12.java：这是一个简单的TaipeiBank类，这个类建立对象完成后，会将存款金额（balance）设为0，但是可以在main()方法中随意设置balance，即可以获得目前的存款余额。

执行结果

上述程序设计最大的风险是可以由TaipeiBank类外的main()方法随意改变存款余额，如此造成信息上的不安全。其概念可以参考下图。

为了确保类内的成员变量（属性值）的安全，其实有必要限制外部无法直接存取类内的成员变量（属性值）。这其实就是将类的成员变量隐藏起来，未来如果想要存取被隐藏的成员变量时，须使用此类的方法，外部无法得知类内如何运作，这个概念就是所谓的封装（Encapsulation），有时候也可以称为信息隐藏（Information Hiding）。此时程序设计应如下所示。

9-2-1　类成员的访问控制

至今所设计类内的方法大都是没有加上存取修饰符（Access Modifier），也可称为no modifier，其实可以将访问控制分成4个等级。

上述列表指出类成员有关存取修饰符的权限，下面将分别说明。

（1）public：可解释为公开，如果将类的成员变量或方法设为public时，本身类（class）、同一包（package）、子类（subclass）或其他类（world）都可以存取。

（2）protected：可解释为保护，如果将类的成员变量或方法设为protected时，本身类（class）、同一包（package）或子类（subclass）可以存取，其他类（world）则不可以存取。

（3）no modifier：如果类的成员变量或方法没有修饰词no modifier时，本身类（class）、同一包（package） 可以存取。子类（subclass）或其他类（world）则不可以存取。

（4）private：可解释为私有，如果将类的成员变量或方法设为private时，除了本身类（class）可以存取。同一包（package）、子类（subclass）或其他类（world）都不可以存取。

在这里出现了一个新名词——同一包（package），基本上笔者将每一章的程序范例都是放在同一个文件夹，当程序编译后.class都是在相同文件夹，在相同文件夹的类就会被视为同一包。程序若是有多个类，经过编译后此程序的类一定是在相同文件夹下，所以一定是同一包。读者可以发现每个程序的main()方法虽然与我们所建立的类属于不同的类，但是可以在main()方法内存取no modifier的成员变量与方法。

经过上述的解说后，若是再回过头来看程序实例ch9_12.java，可以发现在该程序中，TaipeiBank类内的成员变量与方法都是no modifier的访问控制等级。

在本章笔者将针对public与private做说明，有关protected则在未来介绍更多概念时再做解说，可参考14-1-6节。

程序实例ch9_13.java：测试private存取修饰符，重新设计ch9_12.java，将成员变量的balance设为private，此时程序就会有错误产生。

执行结果

上述指出balance是private，所以在main()程序16行设置此值时产生错误。

了解了本节内容后，最后要提醒的是，构造方法（constructor）可以是no modifier访问控制等级，这是本章至今所使用的设计方式。当然也可以将构造方法设为public等级，但是要注意不可将构造方法设为private等级，如果设为private等级new运算符将无法调用，这样就无法设置对象的初始状态。

9-2-2　设计具有封装效果的程序

继续用TaipeiBank的实例说明，程序设计时若是想要类内的成员变量（属性）是安全的，无法由外部随意存取，必须将成员变量设计为private。为了要可以存取这些private的成员变量，必须在TaipeiBank类内设计可以供main()方法内调用的public方法执行存取作业。例如，可以设计下列两个方法，分别是存款和提款。

另外有一点要注意的是，构造方法必须设为public，因为如果设为private，则new就无法调用构造方法。

程序实例ch9_14.java：设计可以存款与提款的TaipeiBank类，在这个程序的main()方法中只能执行调用存款、提款与输出余额方法，至于TaipeiBank类内部如何运作，main()方法中无法得知。

执行结果

最后要留意的是，如果类内设计的方法很明确是只供此类内的其他方法调用，不对外公开也请设为private，这样可以避免被外部误用。

程序实例ch9_15.java：这是一个扩充ch9_14.java的程序，主要是执行汇率计算，假设台币与美金的汇率是1∶30，在换汇的时候银行会收总金额1%的手续费，但是如果目前存款金额大于或等于10000时，手续费将降为总金额的0.8%。这个程序的重点是，在第21～25行建立一个private double cal_rate()方法，只有TaipeiBank类的其他方法才可调用，这个方法的功能是实际计算美金兑换台币的结果，然后会回传double类型的计算结果。在第16～20行建立一个public double usa_to_taiwan()方法，这个方法主要是供外部调用，外界只能看到这一层的使用参数，无法了解内部如何处理，此例是供main()方法调用，这个方法同时也会回传double类型的计算结果。

执行结果