Java中获取私有成员变量的Getter方法

Question

假设我有一个名为Truck的类，其中一个私有成员变量是Wheel类。用于获取Wheel变量的getter方法getWheel将返回对它的引用，如下所示：

class Truck{
    private Wheel wheel;

    Truck(){
        wheel=new Wheel();

    }

    Wheel getWheel(){
        return this.wheel;
    }
}

class Wheel{
    int color;
}

现在，无论谁调用getWheel都可以随意修改私有成员对象：

class me{
    public static void main(String[] args){
        Truck ye=new Truck();
        Wheel v=ye.getWheel();

        v.color=2;
    }
}

这会破坏封装性，不是吗？对此应该怎么办才好？

- Fresh Air

---

返回 wheel 的副本。 - Robby Cornelissen

我认为这并不违反封装，你误解了封装的含义，它并不意味着私有对象不能被修改，你的代码是我们通常所做的正常行为。 - Spark.Bao

Answer 1

通常的做法有以下几种：

• 制作防御性副本（例如，返回Wheel的副本）
• 使Wheel不可变（每次要更改它时，创建一个新的Wheel，用新颜色构造它）
• 不要返回Wheel，在Wheel上返回一个只公开getter方法而没有变更操作的不可变接口
• 正如Sandeep所说，使setter比getter更受限制，例如，将setter设为包私有，getter设为public。然后，在包内的类可以设置Wheel的颜色，但是包外的类则不能。（在这种情况下，我喜欢选#3,因为它更清晰明了，但是如果你要跨越可见性边界，则这也很有效。）

第三种方法是为什么将实例变量（字段）设置为非private通常被认为是不好的做法之一。

以下是更详细的第三种方法，仅因为它比#1和#2更复杂，而不是因为它一定更好（它并不是，设计选择是基于特定的情况）。

一个只读接口，通常是公共的或包私有的，具体取决于你如何使用所有这些东西：

public interface Wheel {
    int getColor();
}

具体类通常为包私有（如果只在Truck内使用，可以是Truck内的私有静态嵌套类）：

class WheelImplementation implements Wheel {
    private int color;

    WheelImplementation(int color) {
        this.color = color;
    }

    public int getColor() {
        return this.color;
    }

    void setColor(int color) {
        this.color = color;
    }
}

卡车，通常与轮子的能见度相同：

public class Truck {
    private WheelImplementation wheel;

    Truck(){
        this.wheel = new WheelImplementation(/*...initial color...*/);
    }

    Wheel getWheel() {
        return this.wheel;
    }
}

当然，通过反射可以打败它，但通常你是为使用而设计API，而不是为滥用而设计。 :-)

- T.J. Crowder

---

退一步说...所以通过将 wheel 标记为私有成员，我所做的只是使 wheel 对象的指针变为私有。任何人都能获取地址/指针并修改对象，正如我上面所做的那样。我的理解正确吗？ - Fresh Air

@FreshAir：是的，从技术上讲。唯一完整的防御措施是上面的#1：不要给他们引用。但是#2和#3通常已经足够了：你给他们引用，但由于引用的类型（Wheel而不是WheelImplementation，即使它指向一个WheelImplementation对象），他们不能修改实例，除非他们诉诸反射。当您使用API时，如果诉诸反射来修改接收到的内容的内部，那么此时您正在滥用API。 :-) - T.J. Crowder

感谢Crowder先生提供了如此详细的答案；我仍在消化您提到的高级方法。我注意到有人在我的问题下评论，并且他/她似乎暗示我问题中的代码没有任何解决明显问题的措施，这通常是行业惯例-老实说，我有点惊讶。您是否同意该评论？ - Fresh Air

@FreshAir：这完全取决于 Truck 和 Wheel 的使用方式。如果重要的是从 getWheel 接收到的代码不能修改 Truck 的 Wheel，那么通常不是这样做的。如果从 getWheel 获取的代码可以修改该 Wheel 而无关紧要，则通常是这样做的。 - T.J. Crowder

Answer 2

你可以为轮子颜色设置一个私有/包装器。 此外，初始化颜色的构造函数也会帮助你实现这一点。

与其他答案类似，返回Wheel的副本也是解决方案之一。

- Sandeep Kaul

---

不错的观点，在某些情况下这可以起作用，特别是当您希望防范的API消费者位于可见性边界之外时（如package-private vs. public）。 - T.J. Crowder