封装 (面向对象编程)

在面向对象编程方法中，封装（英语：Encapsulation）是指，一种将抽象性函数接口的实现细节部分包装、隐藏起来的方法。同时，它也是一种防止外界调用端，去访问对象内部实现细节的手段，这个手段是由编程语言本身来提供的。封装被视为是面向对象的四项原则之一。

封装，一种将抽象性函数接口的实现细节部分包装、隐藏起来的方法

适当的封装，可以将对象使用接口的程序实现部分隐藏起来，不让用户看到，同时确保用户无法任意更改对象内部的重要资料，若想接触资料只能通过公开接入方法（Publicly accessible methods）的方式（ 如："getters" 和"setters"）。它可以让代码更容易理解与维护，也加强了代码的安全性。

解释

在面向对象的语言里，封装往往指以下两个相关联但是独立的概念，有时候这两者是存在因果关系。

1. 一种编程语言的机制，限制直接访问某些对象的部件。
2. 一种编程语言的结构体，其将数据和操作该数据的方法绑在一起，提供了便利性。

一些编程语言的研究者和学者将定义①或者定义①+②作为辨认一门语言是否为面向对象语言的标准之一。一些编程语言提供了闭包作为封装，但是这种功能不属于面向对象的范畴。

在许多编程语言里，组件并不会自动隐藏并且能够被重写，因此，一些倾向于定义②的人会将信息隐藏（information hiding）作为一个单独的定义③列举出来。

在使用类的大多面向对象的编程语言中，虽然封装是被支持的，但是仍有其他替代品可以选择。

封装和继承

《Design Patterns》的作者们曾经大篇幅地讨论封装和继承的矛盾。根据他们自身的经验，设计师们滥用继承。他们认为继承将破坏封装，考虑父类的实现细节将暴露给子类。

父类的内部实现对于子类来说是不透明的（实现一个子类时， 你需要了解父类的实现细节， 以此决定是否需要重写某个方法）。同时，一旦父类被修改，因为子类依赖着父类，所以子类的实现也需要被重新审视。

信息隐藏

封装可以隐藏成员变量以及成员函数，对象的内部实现通常被隐藏，并用定义代替。举个例子，仅仅对象自身的方法能够直接接触或者操作这些成员变量。隐藏对象内部信息能供保证一致性：当用户擅自修改内部部件的数据，这可能造成内部状态不一致或者不可用；隐藏对象内部信息能阻止这种后果。一个众所周知的好处是，降低系统的复杂度和提高健壮性。

大多数语言（如：C++、C#、 Delphi、Java）通过设定等级去控制内部信息隐藏，经典的是通过保留字 public 暴露信息和 private隐藏信息。一些语言（如： Smalltalk 和 Ruby ）只允许对象去访问隐藏信息。

通常，也是存在方法去暴露隐藏信息，如通过反射(Ruby、Java、C#、etc.)或名字修饰(Python)。

程序示例

保留字

C#示例

这是一段C#代码，演示了如何使用private关键字限制变量的访问：

namespace Encapsulation 
{
	class Program 
	{
		public class Account 
		{
			private decimal accountBalance = 500.00m;

			public decimal CheckBalance() 
			{
				return accountBalance;
			}
		}

		static void Main() 
		{
			Account myAccount = new Account();
			decimal myBalance = myAccount.CheckBalance();

			/* Main方法能够通过public的“CheckBalance”方法确认账户余额，但是不能更改它 */
		}
	}
}

JAVA示例

下面是Java的演示程序:

public class Employee {
    private BigDecimal salary = new BigDecimal(50000.00);
    
    public BigDecimal getSalary() {
        return salary;
    }

    public static void main() {
        Employee e = new Employee();
        BigDecimal sal = e.getSalary();
    }
}

名字修饰（Name mangling）

下面是Python的要给实例，Python并不支持隐藏变量。然而约定俗成，_var 形式的变量被认为是私有变量。

class Car: 
    def __init__(self):
        self._maxspeed = 200
 
    def drive(self):
        print(f'maximum speed is {self._maxspeed}')
 
redcar = Car()
redcar.drive()  # 打印 'maximum speed is 200'

redcar._maxspeed = 10
redcar.drive()  # 打印 'maximum speed is 10'