面向對象的三個特征:
封裝(Encapsulation)
繼承(Inheritance)
多態(Polymorphism)
封裝(Encapsulation)
概念
在面向對象程式設計方法中,封裝(英語:Encapsulation)是指一種將抽象性函式接口的實現細節部份包裝、隱藏起來的方法。
封裝可以被認為是一個保護屏障,防止該類的代碼和數據被外部類定義的代碼隨機訪問。
要訪問該類的代碼和數據,必須通過嚴格的接口控制。
封裝最主要的功能在于可以修改實現代碼,而不用修改那些調用代碼的程序片段。
適當的封裝可以讓程序更容易理解與維護,也加強了程序的安全性。
封裝的優點
良好的封裝能夠減少耦合。
類內部的結構可以自由修改。
可以對成員變量進行更精確的控制。
隱藏信息,實現細節。
實現Java封裝的步驟
- 修改屬性的可見性來限制對屬性的訪問(一般限制為private),例如:
public class Person {
private String name;
private int age;
}
這段代碼中,將 name 和 age 屬性設置為私有的,只能本類才能訪問,其他類都訪問不了,如此就對信息進行了隱藏。
- 對每個值屬性提供對外的公共方法訪問,也就是創建一對賦取值方法,用于對私有屬性的訪問,例如:
public class Person{
private String name;
private int age;
public int getAge(){
return age;
}
public String getName(){
return name;
}
public void setAge(int age){
this.age = age;
}
public void setName(String name){
this.name = name;
}
}
以上實例中public方法是外部類訪問該類成員變量的入口。 通常情況下,這些方法被稱為getter和setter方法。 因此,任何要訪問類中私有成員變量的類都要通過這些getter和setter方法。
注:采用 this 關鍵字是為了解決實例變量(private String name)和局部變量(setName(String name)中的name變量)之間發生的同名的沖突。
繼承(Inheritance)
概念
繼承是java面向對象編程技術的一塊基石,因為它允許創建分等級層次的類。
繼承就是子類繼承父類的特征和行為,使得子類對象(實例)具有父類的實例域和方法,或子類從父類繼承方法,使得子類具有父類相同的行為。
生活中的繼承:
注釋:
兔子和羊屬于食草動物類,獅子和豹屬于食肉動物類。 ? 食草動物和食肉動物又是屬于動物類。 ? 所以繼承需要符合的關系是:is-a,父類更通用,子類更具體。 ? 雖然食草動物和食肉動物都是屬于動物,但是兩者的屬性和行為上有差別,所以子類會具有父類的一般特性也會具有自身的特性。
類的繼承格式
在 Java 中通過 extends 關鍵字可以申明一個類是從另外一個類繼承而來的,一般形式如下:
class 父類 {
}
class 子類 extends 父類 {
}
為什么需要繼承
答:提高代碼復用性、維護性
解釋:子繼承父類之后,就具有父類當中的屬性和方法,子類就不會存在重復的代碼,維護性也提高,代碼也更加簡潔,提高代碼的復用性(復用性主要是可以多次使用,不用再多次寫同樣的代碼)。
繼承類型
需要注意的是 Java 不支持多繼承,但支持多重繼承。
繼承的特性
子類擁有父類非 private 的屬性、方法。
子類可以擁有自己的屬性和方法,即子類可以對父類進行擴展。
子類可以用自己的方式實現父類的方法。
Java 的繼承是單繼承,但是可以多重繼承,單繼承就是一個子類只能繼承一個父類,多重繼承就是,例如 A 類繼承 B 類,B 類繼承 C 類,所以按照關系就是 C 類是 B 類的父類,B 類是 A 類的父類,這是 Java 繼承區別于 C++ 繼承的一個特性。
提高了類之間的耦合性(繼承的缺點,耦合度高就會造成代碼之間的聯系越緊密,代碼獨立性越差)。
繼承關鍵字
繼承可以使用 extends 和 implements 這兩個關鍵字來實現繼承,而且所有的類都是繼承于 java.lang.Object,當一個類沒有繼承的兩個關鍵字,則默認繼承object(這個類在 java.lang 包中,所以不需要 import)祖先類。
關鍵字 | 描述 |
---|---|
extends | 在 Java 中,類的繼承是單一繼承,也就是說,一個子類只能擁有一個父類,所以 extends 只能繼承一個類。 |
implements | 使用 implements 關鍵字可以變相的使java具有多繼承的特性,使用范圍為類繼承接口的情況,可以同時繼承多個接口(接口跟接口之間采用逗號分隔)。 |
super | 我們可以通過super關鍵字來實現對父類成員的訪問,用來引用當前對象的父類。 |
this | 指向當前對象的引用。 |
final | final 關鍵字聲明類可以把類定義為不能繼承的,即最終類;或者用于修飾方法,該方法不能被子類重寫: 注:實例變量也可以被定義為 final,被定義為 final 的變量不能被修改。被聲明為 final 類的方法自動地聲明為 final,但是實例變量并不是 final。 |
繼承與構造器
子類是不繼承父類的構造器(構造方法或者構造函數)的,它只是調用(隱式或顯式)。
如果父類的構造器帶有參數,則必須在子類的構造器中顯式地通過 super 關鍵字調用父類的構造器并配以適當的參數列表。
如果父類構造器沒有參數,則在子類的構造器中不需要使用 super 關鍵字調用父類構造器,系統會自動調用父類的無參構造器。
多態(Polymorphism)
概念:
多態是同一個行為具有多個不同表現形式或形態的能力。 多態就是同一個接口,使用不同的實例而執行不同操作. 多態性是對象多種表現形式的體現。
多態的優點
消除類型之間的耦合關系
可替換性
可擴充性
接口性
靈活性
簡化性
多態的好處:可以使程序有良好的擴展,并可以對所有類的對象進行通用處理。
多態存在的三個必要條件
繼承
重寫
父類引用指向子類對象
比如:
Parent p = new Child();
當使用多態方式調用方法時,首先檢查父類中是否有該方法,如果沒有,則編譯錯誤;如果有,再去調用子類的同名方法。
虛函數與final
虛函數的存在是為了多態。
Java 中其實沒有虛函數的概念,它的普通函數就相當于 C++ 的虛函數,動態綁定是Java的默認行為。如果 Java 中不希望某個函數具有虛函數特性,可以加上 final 關鍵字變成非虛函數。
重寫
重寫,也就是子類能夠重寫父類的方法。
當子類對象調用重寫的方法時,調用的是子類的方法,而不是父類中被重寫的方法。
要想調用父類中被重寫的方法,則必須使用關鍵字 super。
多態的實現方式
方式一:重寫: Java 重寫(Override)與重載(Overload)。
方式二:接口
生活中的接口最具代表性的就是插座,例如一個三接頭的插頭都能接在三孔插座中,因為這個是每個國家都有各自規定的接口規則,有可能到國外就不行,那是因為國外自己定義的接口類型。
java中的接口類似于生活中的接口,就是一些方法特征的集合,但沒有方法的實現。具體可以看 java接口 這一章節的內容。
方式三:抽象類和抽象方法