Java中函数的访问控制修饰符及其作用

在Java中，函数（或者称为方法）是面向对象编程中重要的组成部分之一。在定义函数时，使用访问控制修饰符可以限制函数的访问权限，以达到对类中函数的控制和保护的目的。Java中的访问控制修饰符有public、protected、private以及默认访问控制修饰符。本篇文章将对这些访问控制修饰符及其作用进行详细介绍。

1. public访问控制修饰符

public是Java中最为宽松的访问控制修饰符，使用public修饰符的函数可以被任何其他类的对象调用。被public修饰符修饰的函数在定义和声明时都必须加上public关键字。以下是public访问控制修饰符的作用：

1.1 任何类都可以访问public修饰的函数

使用public修饰符的函数对于其他类来说是公开的，这意味着无论在同一包中还是在不同包中，任何其他类都可以直接使用该函数。该函数的可见性最高，可以被任何其他类调用，使得外部的类可以通过调用该函数来访问某些关键的类方法。

1.2 public函数可以用于构建公共API

封装是Java中重要的编程思想之一，但有时必须对外公开一些有效的函数来实现类的可见性和交互性。因此，通过public访问控制修饰符可以构建出开放式，易于使用的API，以供其他人和类使用。

1.3 public函数可以重载

使用public访问控制修饰符的函数是可以重载的。因此，由该函数名引用的所有函数具有相同的命名空间，并且可以作为单个函数使用。

2. protected访问控制修饰符

protected关键字用于限制对被声明方法的可见性，使之只能被其子类、本类和同一包内的成员访问。以下是protected访问控制修饰符的作用：

2.1 子类可以访问protected函数

使用protected访问控制修饰符的函数和类成员可以被该类的子类和本体访问。但是，这个函数或成员对于其他类和成员来说仍然是不可见的。

2.2 只有同一包内的成员才能访问protected函数

protected函数实际上只是当前包内的一种保护机制。同一包中的任何类和成员都可以访问protected函数，但是其他包中的类和成员不能访问。

2.3 protected函数不能通过super来访问其祖先类中的protected函数

protected函数虽然被继承，但是继承它的子类并不具有完全的访问权限。子类不能通过super关键字调用父类中的已经被声明为protected的函数。

3. private访问控制修饰符

private关键字用于限制对被声明方法的可见性，使之只能被该类内部的成员访问。以下是private访问控制修饰符的作用：

3.1 函数只能被当前类访问

使用private访问控制修饰符的函数或成员只能被当前类访问，无法被该类的任何子类、同一包中的其他类和成员访问。这样可以保证函数或成员是完全封装的，对于外界是隐藏的。

3.2 A类对象无法访问B类对象的private函数

private函数对于其他类来说相当于不存在。如果A类需要访问B类中的private函数，那么只能通过public或protected函数间接访问。

3.3 子类不能继承private函数

由于private函数只能被它所在的类访问，因此，子类无法直接从父类中继承它。但是，在Java中，子类可以通过访问继承的public或protected函数来使用该函数。这也显示了继承的一些局限性。

4. 默认访问控制修饰符

Java中的访问控制修饰符有四种，但是如果没有指定任何访问修饰符，则会默认使用默认访问控制修饰符。当使用默认修饰符时，该函数或变量对于同一包中的其他类和成员都是可见的，但是对于不在同一包中的类和成员则是不可见的。以下是默认访问控制修饰符的作用：

4.1 包中的所有类和成员都能访问默认函数

使用默认访问控制修饰符的函数或成员对该类的其他成员和系统内的所有类都是可见的。这种修饰符尤其对于维护较小的项目时特别方便。

4.2 对于同一包外的类和成员是不可见的

虽然同一包内的所有成员都可以访问默认访问控制修饰符的函数或成员，但是不在同一包内的类和成员是无法访问的。

总结

在Java编程中，访问控制修饰符是实现封装和保护数据的一种方式。它可以限制类中成员方法的可见性，从而实现对对象的保护。public、protected、private和默认访问修饰符都有各自的作用和范围，使用时需要根据具体情况进行选择和控制。