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Java面向对象编程的三大特征

作者:??欣欣子生胖气?  发布时间:2023-09-19 06:20:34 

标签:Java,面向,对象,编程,特征

前言:

封装、继承和多态是面向对象编程的三大特征。

1.封装

1.1.封装概念

封装就是把抽象出的数据(属性)和对数据的操作(方法)封装在一起,数据被保护在内部,程序的其他部分只有通过被授权的操作(方法)才能对数据进行操作。

如:我们通过遥控器对电视机的操作就属于典型的封装。

1.2.封装的好处

隐藏实现的细节:

一个操作具体的实现过程往往很复杂,通过封装用户和调用者可以直接使用提供的方法进行操作,不用关心其实现细节。

可以对数据进行验证,保证其安全合理;

进行封装后,私有化类的成员变量,类中的实例变量不能直接进行查看和修改,用户需要通过提供的getter和setter方法才能操作,在方法中可以对用户输入的数据进行验证,从而控制数据的范围。

1.3.封装的实现步骤

  • 将属性进行私有化private (不能直接修改属性)

  • 提供公共的setter方法,用于对属性判断并赋值

  • 提供公共的getter方法,用于获取属性的值

class person{
   private String name;//私有化,不能直接操作
   private int age;

//通过getter方法得到数据信息
   public String getName(){

return name;
   }

public int getAge(){
       return age;
   }

//通过setter方法设置属性

public void setName(String name){
       this.name = name;
   }
   public void setAge(int age){
       if (age < 1 || age > 150){//对数据进行验证,保证其在合理的范围内
           System.out.println("年龄需要在1~150之内~");

}
       this.age = age;
   }
}

2.继承

2.1.继承概念

继承可以提高代码的复用性,让编程更加靠近人类思维。当多个类存在相同的属性(变量)和方法时,可以从这些类中抽象出父类,在父类中定义相同的属性和方法,所有的子类不需要重新定义这些属性和方法,只需要通过extends关键字来声明继承父类即可。

Java面向对象编程的三大特征

在子类中也可以重写父类的方法,这样子类在调用该方法时执行的是重写后的方法

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

class Animal {//父类
   public void speak(){
       System.out.println("动物会叫~");
   }
}

class cat extends Animal{//子类
   @Override
   public void speak() {//重写父类的speak()方法
       System.out.println("喵喵~");
   }
}

Java面向对象编程的三大特征

2.2.继承的好处

  • 代码的复用性提高了

  • 代码的扩展性和维护性提高了

2.3.子类对象实例化过程

Java面向对象编程的三大特征

3.多态

3.1.多态基本介绍

一个方法或者对象具有多种形态(多态是建立在封装和继承的基础之上的);父类的引用指向子类的对象;允许不同类的对象对同一消息作出响应。不同对象调用相同方法即使参数也相同,最终表现行为是不一样的。

3.2.多态的具体体现

方法的多态

重写和重载

  • 重载在方法调用之前,编译器就确定了要调用的具体的方法,称为静态绑定

  • 对于多态而言,只有等到方法调用的那一刻解释运行器才会确定要调用的具体方法,称为动态绑定

public class test {
   public static void main(String[] args) {
       A a = new A();
       //通过不同的参数来调用a的sum()方法,就是调用的不同方法,体现方法的多态
       System.out.println(a.sum(1,2));
       System.out.println(a.sum(1,2,3));
       B b = new B();
       //根据不同的对象调用say()方法,会调用不同的方法
       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()方法的重载
       return num1 + num2 + num3;
   }
   public void say(){
       System.out.println("这是A的say()方法~");
   }
}

class B extends A{//子类
   @Override

public void say(){//重写父类的say()方法
       System.out.println("这是B的say()方法~");

}
}

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3.3.对象的多态(多态的核心)

  • 一个对象的编译类型运行类型可以不一致

  • 在编译期只能调用父类中声明的方法,运行期实际执行的是子类中重写的方法

  • 编译类型是定义对象时就确定的,不能改变

  • 运行类型是可以变化的

Animal animal = new Dog();
//编译类型是Animal,而运行类型是Dog(向上转型)
animal = new Cat();
//编译类型还是Animal,运行类型变成了Cat

对象的多态在使用时需注意:

  • 前提:两个对象存在继承关系

  • 本质:父类的引用指向了子类的对象

  • 虚拟方法调用:向上转型后调用子父类同名同参数的方法时,实际执行的是子类重写父类的方法,此时父类的方法叫做虚拟方法

  • 向上转型后内存中实际是加载了子类特有的属性和方法的,但是由于变量声明为父类类型,导致编译时只能调用父类中声明的属性和方法,不能使用子类的特有成员(可以使用强制转换进行向下转型)

动态绑定机制 :

  • 当调用对象方法的时候,该方法会和该对象的运行类型绑定

  • 当调用对象属性的时候,没有绑定,哪里声明,哪里使用(看编译类型)

3.4.对象的多态的应用

多态数组

数组的定义类型为父类类型,里面保存的实际类型为子类类型

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();
       //编译类型为父类Person,运行类型为子类
       person[2] = new studet();
       person[3] = new teacher();
   }
}

多态参数

方法定义的形参类型为父类1类型,实参类型允许为子类类型

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();
       //形参为父类,可传入子类的对象
       master.salary(worker);
       master.salary(manager);
   }
}

来源:https://juejin.cn/post/7123799161505316894

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