在Java中，充斥着冗长的getter和setter方法是为了实现封装、提高代码的可维护性、灵活地控制访问权限以及保持对象内部状态的一致性。封装是面向对象编程（OOP）中的一个核心概念，它要求将对象的状态（属性）和行为（方法）包装在一起，在对外隐藏内部实现的细节。Getter和Setter方法分别用于获取和设置对象属性的值，在遵循封装原则的同时，允许开发者在属性被外界访问或修改前后加入额外的逻辑，比如验证数据有效性或者按需计算属性值。
在深入讨论前，理解Java的属性访问级别十分重要。在没有特定访问控制符的情况下（即默认的包访问权限），属性通常会对同一包下的其他类可见。然而，为了隔离这些属性与外界的直接互动，通常会将它们标记为私有（private）。这时，getter和setter方法就作为可控的桥梁，允许外部通过这些公共接口（public methods）与私有属性交互。
下面，我们将通过文章的各个部分详细探讨getter和setter方法的作用以及它们为何在Java中如此常见。
一、封装性与代码可维护性
封装性是指隐藏对象的属性和实现细节，只暴露操作接口。通过getter和setter方法，Java类可以隐藏其内部状态，仅通过这些方法来访问和修改。这种做法提高了代码的安全性和灵活性。
比如，在一个类里定义一个私有属性age，并提供一个public的getter方法来返回其值。如果后续需求变更需要对age进行验证，开发者只需在getter方法中增加验证逻辑即可，无需修改该属性在其他类中的访问代码。
二、灵活性与控制层次
通过getter和setter方法，开发者能够灵活控制对属性的读写权限。例如，只提供getter方法而不提供setter方法可以创建一个只读的属性。此外，setter方法还可以限制属性的赋值范围，保证对象状态的合法性。
当属性需要在设定时执行额外的逻辑，如对赋值进行范围限制或条件检查时，setter方法是实现这一点的理想方式。
三、数据验证与默认值设置
Getter和setter方法也常用于对数据进行验证和处理。例如，如果设置属性值有特定的限制条件，可以在setter方法内进行检查，确保不会设置不合理的值。
此外，当对象属性需要依赖于系统状态或其他变量时，实时计算所需的默认值就变得可能。
四、软件设计原则
在软件工程中有一个著名的设计原则：针对接口编程，而不是针对实现编程。Getter和setter正是这个原则的体现。它们提供了一个标准的接口来访问类中的字段，而字段的具体实现可以随时间变化而变化，而不影响使用这些字段的代码。
五、与其他Java特性的互操作
在许多Java框架和库中，getter和setter方法是自动化操作的基础。例如，Java Bean的属性通常通过getter和setter方法进行操作。框架如Spring和Hibernate也广泛使用反射来发现并调用这些方法。
六、未来可能的改进
即使getter和setter已经广泛地应用了，但是它们也常受到代码冗长和可读性差的批评。因此有一些新的Java功能，如Record类（在Java 14中引入），为大量使用getter和setter的场景提供了更为简洁的替代方案。
总结而言，虽然getter和setter会导致代码量的增加，它们在Java中的普遍存在是由于它们能够增强代码的封装性、安全性、灵活性以及可维护性。通过合理的设计和使用，getter和setter方法仍然是面向对象Java编程中重要的工具。
相关问答FAQs：
为什么在Java编程中getter和setter方法如此常见？
在Java编程中，getter和setter方法通常被用来访问和修改对象的私有属性，这是面向对象编程中封装的一种体现。通过使用getter和setter方法，可以控制对对象属性的访问和修改，从而确保数据的安全性和一致性。虽然在一些情况下getter和setter方法可能显得冗长，但它们的存在使得代码更具可读性、可维护性和可扩展性。
如何减少Java中冗长的getter和setter方法？
要减少Java中冗长的getter和setter方法，可以考虑使用Lombok库来自动生成这些方法。Lombok库通过注解的方式简化了Java类的编写，使得你只需要在属性上添加注解，就能自动生成相应的getter和setter方法，从而减少了冗长的代码量。除此之外，你还可以考虑使用流行的数据封装库如Google的AutoValue来避免手动编写大量的getter和setter方法。
如何提高Java中getter和setter方法的性能？
为了提高Java中getter和setter方法的性能，可以采用以下几种方法：首先，避免在getter和setter方法中做过多的逻辑处理，应该保持这两种方法的简洁性，以减少方法调用的开销。其次，可以使用Java8中的Optional类来避免返回null值，从而减少空指针异常的风险。最后，可以考虑使用一些优化技巧，例如缓存计算结果、批量处理数据等，来提高getter和setter方法的运行效率。
