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Kapselung in Java: Vollständiges Tutorial mit Beispielen

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Erfahren Sie mehr über die Kapselung in Java mit Beispielen, warum wir sie benötigen, zugehörigen Getter- und Setter-Methoden:

In diesem Tutorial werden wir ein anderes OOP-Konzept diskutieren - 'Encapsulation'. OOP hat vier Säulen: Abstraktion, Kapselung, Polymorphismus und Vererbung.

Während die Abstraktion verwendet wird, um dem Endbenutzer nur die relevanten Details zugänglich zu machen, befasst sich die Kapselung hauptsächlich mit der Datensicherheit. Um die Datensicherheit zu gewährleisten, schützt die Kapselung die Datenelemente vor unerwünschtem Zugriff, indem Zugriffsmodifikatoren angegeben werden, und bündelt die Daten in einer einzigen Einheit.

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Kapselung in Java

Wie können wir die Kapselung in Java definieren?

Definition der Kapselung

'Die Kapselung in Java kann als ein Mechanismus definiert werden, mit dem die Daten und die Methoden, die mit diesen Daten arbeiten, zu einer einzigen Einheit verpackt werden.'

Was du lernen wirst:

Was ist Kapselung in Java?

Mit der Kapselung können wir auch die Klassendatenelemente (Variablen) vor den anderen Klassen verbergen. Auf diese Datenelementvariablen kann indirekt mit Methoden der Klasse zugegriffen werden, in der sie deklariert sind. Auf die Methoden wird wiederum mit dem Objekt dieser Klasse zugegriffen.

Aus der obigen Definition schließen wir also, dass wir die Datenelementvariablen in einer Klasse ausgeblendet und auch die Zugriffsmodifikatoren angegeben haben, damit sie für die anderen Klassen nicht zugänglich sind.

Daher ist die Kapselung auch eine Art „Verstecken von Daten“, obwohl wir später im Lernprogramm feststellen werden, dass die Kapselung nicht mit dem Verstecken von Daten identisch ist.

Verkapselung

Die obige Abbildung stellt eine Klasse dar, die eine Kapselungseinheit ist, die die Daten und Methoden, die mit diesen Daten arbeiten, in einer einzigen Einheit bündelt.

Da sich die Kapselung hauptsächlich mit Daten befasst, wird sie alternativ als 'Datenkapselung' bezeichnet.

Wir können uns die Einkapselung als medizinische Kapsel vorstellen. Wie wir alle wissen, ist das Arzneimittel in einer medizinischen Kapsel eingeschlossen. In ähnlicher Weise sind Daten und Methoden in einer einzigen Einheit in der Kapselung eingeschlossen.

Die Kapselung wirkt somit als Schutzschild um die Daten und verhindert, dass die Daten von der Außenwelt unbefugt abgerufen werden. Mit anderen Worten, es schützt die sensiblen Daten unserer Anwendung.

In Java gibt es zwei Schritte zum Implementieren der Kapselung. Es folgen die Schritte:

  • Verwenden Sie den Zugriffsmodifikator 'privat', um die Variablen der Klassenmitglieder zu deklarieren.
  • Um auf diese privaten Mitgliedsvariablen zuzugreifen und ihre Werte zu ändern, müssen wir die Methoden public getter und setter bereitstellen.

Lassen Sie uns nun das Beispiel der Kapselung in Java implementieren.

Java-Kapselungsbeispiel

//Student_Id and name bundled in a unit 'Student' => encapsulation class Student { private int Student_Id; private String name; //getters, setters for Student_Id and name fields. public int getId() { return Student_Id; } public void setId(int s_id) { this.Student_Id = s_id; } public String getname() { return name; } public void setname(String s_name) { this.name = s_name; } } class Main{ public static void main(String() args) { //create an object of Student class Student s=new Student(); //set fields values using setter methods s.setId (27); s.setname('Tom Lee'); //print values using getter methods System.out.println('Student Data:' + ' Student ID:' + s.getId() + ' Student Name:' + s.getname()); } }

Ausgabe:

Ausgabe - Kapselungsbeispiel

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Im obigen Programm deklarieren wir eine Klasse, die die Kapselungseinheit ist. Diese Klasse Student hat die Daten (Student_Id und Name) und die Methoden zum Lesen und Festlegen von Werten für diese Mitglieder in einer einzigen Einheit gebündelt.

Beachten Sie die Zugriffsmodifikatoren, die den Mitgliedsfeldern zugeordnet sind. Beide Mitgliedsfelder sind privat, sodass sie außerhalb der Schülerklasse nicht zugänglich sind.

Wir bieten Getter (getId und getname) zum Lesen der Werte dieser Felder und Setter-Methoden (setId und setname) zum Festlegen von Werten für diese Methoden. Dies ist der einzige Zugriff, den sie haben, und dies sollte auch über das Student-Klassenobjekt erfolgen.

Getter und Setter Methoden

Um die Kapselung in Java zu implementieren, machen wir die Datenelementvariablen der Klasse als privat. Diese privaten Variablen sind jetzt für nichts außerhalb der Klasse zugänglich, einschließlich des Klassenobjekts.

Dies bedeutet, wenn wir eine Klasse ABC wie folgt haben.

Klasse ABC {

private int age;

}}

Erstellen wir ein Objekt der Klasse ABC wie folgt:

ABC abc = neues ABC ();

abc.age = 21; // Compilerfehler

Im obigen Code führt der Zugriff auf die private Variable mit dem Klassenobjekt zu einem Compilerfehler.

Um auf die privaten Variablen zuzugreifen, ihre Werte zu lesen und einige neue Werte in ihnen festzulegen, benötigen wir eine Möglichkeit, dies zu tun. Somit bietet Java eine Möglichkeit, mit Getter- und Setter-Methoden auf private Variablen zuzugreifen.

Getter und Setter sind öffentliche Methoden, mit denen wir die Werte der privaten Variablen erstellen, ändern, löschen oder einfach anzeigen können.

Das folgende Programm ist ein Beispiel für Getter- und Setter-Methoden.

//Account class - private data members bundled with getters and setters class Account { //private data members private long acc_no; private String name,email; private float amount; //public getter and setter methods for each data member public long getAcc_no() { return acc_no; } public void setAcc_no(long acc_no) { this.acc_no = acc_no; } public String getName() { return name; } public void setName(String name) { this.name = name; } public String getEmail() { return email; } public void setEmail(String email) { this.email = email; } public float getAmount() { return amount; } public void setAmount(float amount) { this.amount = amount; } } public class Main { public static void main(String() args) { //create instance of Account class Account myAcc=new Account(); //set values for data members through setter methods myAcc.setAcc_no(775492842L); myAcc.setName('SoftwareTestingHelp.com'); myAcc.setEmail('sth_account@sth.com'); myAcc.setAmount(25000f); //read data member values through getter methods System.out.println('Account No:' + myAcc.getAcc_no()+' '+'Account Name:' + myAcc.getName()+' '+'Account holder email:' + myAcc.getEmail()+' ' + 'Amount in Account:' + myAcc.getAmount()); } }

Ausgabe:

Getter- und Setter-Methoden - Ausgabe

Das obige Programm hat ein Klassenkonto und vier private Variablen, die sich auf das Konto beziehen. Da alle Datenelemente privat sind, haben wir die Getter- und Setter-Methoden für jede dieser Variablen bereitgestellt.

In der Hauptmethode lesen und setzen wir Werte für diese privaten Variablen mit den Methoden public getter und setter, auf die über das Objekt der Klasse Account zugegriffen wird.

Daten, die sich in Java verstecken

Häufig verwenden wir Kapselung und Daten, die austauschbar sind. Aber beide sind nicht gleich. Die Java-Kapselung befasst sich mit der Gruppierung verwandter Daten in einer Einheit, um eine bessere Verwaltung und Sicherheit der Daten zu gewährleisten.

Das Ausblenden von Daten schränkt den Zugriff auf Datenelemente ein, indem die Implementierungsdetails ausgeblendet werden. Obwohl die Kapselung nicht genau das Verstecken von Daten ist, bietet sie uns die Möglichkeit, Daten zu verbergen. Das Ausblenden von Daten wird mithilfe von Zugriffsmodifikatoren erreicht.

Java bietet vier Zugriffsmodifikatoren.

  • Öffentlichkeit: Für alle zugänglich.
  • Privat: Nur innerhalb der Klasse zugänglich.
  • geschützt: Zugriff auf das enthaltende Paket und die Unterklassen.
  • Standard: Innerhalb des Pakets zugänglich.

Durch die Kapselung werden die Daten in einer einzigen Einheit gebündelt, sodass die Daten in gewisser Weise ausgeblendet werden. Außerdem werden die Daten privat und sind daher für die Außenwelt nicht zugänglich. Um die Daten privat zu machen, verwenden wir den Zugriffsmodifikator privat, ein Konzept zum Ausblenden von Daten.

Gleichzeitig werden dem Endbenutzer nur die relevanten Details zur Verfügung gestellt, ohne die Implementierungsdetails offenzulegen, die eine Definition der Abstraktion darstellen. Somit können wir die Kapselung als eine Kombination aus Abstraktion und Datenverstecken betrachten.

Warum brauchen wir Verkapselung?

Es gibt verschiedene Gründe, warum die Kapselung in Java wichtig ist:

  • Durch die Kapselung können wir den Code oder einen Teil des Codes ändern, ohne andere Funktionen oder Codes ändern zu müssen.
  • Die Kapselung steuert, wie wir auf Daten zugreifen.
  • Wir können den Code basierend auf den Anforderungen mithilfe der Kapselung ändern.
  • Die Kapselung vereinfacht unsere Anwendungen.

Häufig gestellte Fragen

F # 1) Warum wird Encapsulation in Java verwendet?

Antworten: Die Kapselung in Java ist hauptsächlich nützlich, um die Daten auszublenden. Oder mit anderen Worten, um über den Zugriff auf Daten zu entscheiden, wer darauf zugreifen kann und wer nicht.

F # 2) Was ist Kapselung in OOP?

Antworten: Die Kapselung ist eine der wichtigen Säulen der objektorientierten Programmiersprache und befasst sich mit der Bündelung von Daten und Methoden, die mit diesen Daten arbeiten, in einer einzigen Einheit. Zum Beispiel, Eine Klasse in Java ist eine gekapselte Struktur. Die Kapselung befasst sich auch mit Entscheidungen über die Bereitstellung des Zugriffs auf Daten.

F # 3) Was ist der Vorteil von Encapsulation in Java?

Antworten: Der Hauptvorteil der Kapselung in Java ist das Ausblenden von Daten. Mithilfe der Kapselung können wir dem Programmierer ermöglichen, über den Zugriff auf Daten und Methoden zu entscheiden, die mit diesen Daten arbeiten. Zum Beispiel, Wenn wir möchten, dass ein bestimmtes Datenelement für niemanden außerhalb der Klasse zugänglich ist, machen wir diese Daten privat.

F # 4) Was ist der Verkapselungsprozess?

Antworten: Bei der Kapselung werden Daten aus einem Format oder Protokoll (in Bezug auf das Netzwerk) erfasst und in ein anderes Format oder Protokoll übersetzt oder neu formatiert, sodass auf die Daten über die Anwendungen oder das Netzwerk hinweg zugegriffen werden kann und sie gleichzeitig geschützt sind.

F # 5) Was ist der letzte Schritt bei der Datenkapselung?

Antworten: Der letzte Schritt bei der Kapselung besteht darin, die Benutzerinformationen in äquivalente Daten umzuwandeln. Diese Daten werden dann in Segmente geändert, die weiter in Datenpakete umgewandelt werden. Datenpakete werden in einem logischen Rahmen abgelegt, der in der Softwareumgebung hin und her übertragen werden kann

Fazit

Damit ist unser Tutorial zur Kapselung in Java abgeschlossen. Die Kapselung ist eine Technik zum Bündeln von Elementvariablen und der mit diesen Datenelementen arbeitenden Methoden in einer einzigen Einheit. Eine Klasse in Java ist ein klassisches Beispiel für die Kapselung, da sie die Daten und Methoden in einer einzigen Einheit zusammenfasst.

c # net Interview Fragen und Antworten

Java erreicht die Implementierung der Kapselung, indem alle Datenelemente privat gemacht werden und dann öffentliche Getter- und Setter-Methoden bereitgestellt werden, damit wir die Werte der privaten Variablen lesen und neue Werte für diese Variablen festlegen können.

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Literatur-Empfehlungen

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