Java面向對象編程的三大特征

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前言：

封裝、繼承和多態是面向對象編程的三大特征。

1.封裝

1.1.封裝概念

封裝就是把抽象出的數據（屬性）和對數據的操作（方法）封裝在一起，數據被保護在內部，程序的其他部分隻有通過被授權的操作（方法）才能對數據進行操作。

如：我們通過遙控器對電視機的操作就屬於典型的封裝。

1.2.封裝的好處

隱藏實現的細節：

一個操作具體的實現過程往往很復雜，通過封裝用戶和調用者可以直接使用提供的方法進行操作，不用關心其實現細節。

可以對數據進行驗證，保證其安全合理;

進行封裝後，私有化類的成員變量，類中的實例變量不能直接進行查看和修改，用戶需要通過提供的getter和setter方法才能操作，在方法中可以對用戶輸入的數據進行驗證，從而控制數據的范圍。

1.3.封裝的實現步驟

  • 將屬性進行私有化private （不能直接修改屬性）
  • 提供公共的setter方法，用於對屬性判斷並賦值
  • 提供公共的getter方法，用於獲取屬性的值
class person{
    private String name;//私有化,不能直接操作
    private int age;

    //通過getter方法得到數據信息
    public String getName(){

        return name;
    }

    public int getAge(){
        return age;
    }

    //通過setter方法設置屬性

    public void setName(String name){
        this.name = name;
    }
    public void setAge(int age){
        if (age < 1 || age > 150){//對數據進行驗證，保證其在合理的范圍內
            System.out.println("年齡需要在1~150之內~");

        }
        this.age = age;
    }
}

2.繼承

2.1.繼承概念

繼承可以提高代碼的復用性，讓編程更加靠近人類思維。當多個類存在相同的屬性（變量）和方法時，可以從這些類中抽象出父類，在父類中定義相同的屬性和方法，所有的子類不需要重新定義這些屬性和方法，隻需要通過extends關鍵字來聲明繼承父類即可。

在子類中也可以重寫父類的方法，這樣子類在調用該方法時執行的是重寫後的方法。

public class test {
    public static void main(String[] args) {
        cat cat = new cat();
        cat.speak();
    }
}

class Animal {//父類
    public void speak(){
        System.out.println("動物會叫~");
    }
}

class cat extends Animal{//子類
    @Override
    public void speak() {//重寫父類的speak（）方法
        System.out.println("喵喵~");
    }
}

2.2.繼承的好處

  • 代碼的復用性提高瞭
  • 代碼的擴展性和維護性提高瞭

2.3.子類對象實例化過程

3.多態

3.1.多態基本介紹

一個方法或者對象具有多種形態（多態是建立在封裝和繼承的基礎之上的）；父類的引用指向子類的對象；允許不同類的對象對同一消息作出響應。不同對象調用相同方法即使參數也相同，最終表現行為是不一樣的。

3.2.多態的具體體現

方法的多態

重寫和重載

  • 重載在方法調用之前，編譯器就確定瞭要調用的具體的方法，稱為靜態綁定
  • 對於多態而言，隻有等到方法調用的那一刻解釋運行器才會確定要調用的具體方法，稱為動態綁定
public class test {
    public static void main(String[] args) {
        A a = new A();
        //通過不同的參數來調用a的sum（）方法，就是調用的不同方法,體現方法的多態
        System.out.println(a.sum(1,2));
        System.out.println(a.sum(1,2,3));
        B b = new B();
        //根據不同的對象調用say()方法，會調用不同的方法
        a.say();
        b.say();
    }
}
class A {
    public int sum(int num1,int num2){
        return num1 + num2;
    }
    public int sum(int num1,int num2,int num3){//sum（）方法的重載
        return num1 + num2 + num3；
    }
    public void say(){
        System.out.println("這是A的say()方法~")；
    }
}

class B extends A{//子類
    @Override

    public void say(){//重寫父類的say()方法
        System.out.println("這是B的say()方法~")；

    }
}

3.3.對象的多態（多態的核心）

  • 一個對象的編譯類型和運行類型可以不一致
  • 在編譯期隻能調用父類中聲明的方法，運行期實際執行的是子類中重寫的方法
  • 編譯類型是定義對象時就確定的，不能改變
  • 運行類型是可以變化的
Animal animal = new Dog();
//編譯類型是Animal,而運行類型是Dog(向上轉型)
animal = new Cat();
//編譯類型還是Animal，運行類型變成瞭Cat

對象的多態在使用時需註意：

  • 前提：兩個對象存在繼承關系
  • 本質：父類的引用指向瞭子類的對象
  • 虛擬方法調用：向上轉型後調用子父類同名同參數的方法時，實際執行的是子類重寫父類的方法，此時父類的方法叫做虛擬方法
  • 向上轉型後內存中實際是加載瞭子類特有的屬性和方法的，但是由於變量聲明為父類類型，導致編譯時隻能調用父類中聲明的屬性和方法，不能使用子類的特有成員（可以使用強制轉換進行向下轉型）

動態綁定機制 ：

  • 當調用對象方法的時候，該方法會和該對象的運行類型綁定
  • 當調用對象屬性的時候，沒有綁定，哪裡聲明，哪裡使用（看編譯類型）

3.4.對象的多態的應用

多態數組

數組的定義類型為父類類型，裡面保存的實際類型為子類類型

class Person{}
class student extends{}
class teacher extends{}
class text{
    public static void main(String[] args){
        Person[] persons = new Person[3];
        person[1] = new Person();
        //編譯類型為父類Person，運行類型為子類
        person[2] = new studet();
        person[3] = new teacher(); 
    } 
}

多態參數

方法定義的形參類型為父類1類型，實參類型允許為子類類型

class Employee{}
class Worker extends Employee{}
class Manager extends Employee{}
class master{
    public static void salary(Employee e){}
}
class text{
    public static void main(String[] args){
        Worker worker = new Worker();
        Manager manager = new Manager();
        //形參為父類，可傳入子類的對象
        master.salary(worker);
        master.salary(manager);
    }
}

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