详解封装，继承，多态

news2025/1/13 15:30:23

java是一种面向对象的编程语言。

面向对象：是把构成问题的事务分解成各个对象，而建立对象的目的也不是为了完成一个个步骤，而是为了描述某个事物在解决整个问题的过程中所发生的行为。面向对象有封装、继承、多态的特性，所以易维护、易复用、易扩展。可以设计出低耦合的系统。但是性能上来说，比面向过程要低。

封装（Encapsulation）:
封装是指将数据和方法封装在一个单元内部，通过访问修饰符（public、private、protected）来控制对数据的访问。封装可以隐藏类的内部实现细节，使得代码模块化，提高了代码的可读性和可维护性。

public class Person {
    private String name;
    private int age;

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

    public int getAge() {
        return age;
    }

    public void setAge(int age) {
        this.age = age;
    }
}

在上面的示例中，name和age属性被声明为私有（private），只能通过公共的getter和setter方法来访问和修改。

好处：

数据隐藏：通过将类的数据成员设置为私有（private），防止外部直接访问和修改类的内部数据。这样可以确保数据的完整性和安全性，只允许通过类的公共方法进行访问和操作。
接口统一：通过公共方法（getter和setter）提供对私有数据的访问和修改，使得类的使用者无需了解类的内部实现细节，只需通过公共接口进行操作。这样可以降低类与类之间的耦合度，提高代码的可维护性和可扩展性。
隔离变化：封装可以将类的内部实现细节与外部代码隔离开来。当类的内部实现发生变化时，只需修改类的内部代码，而不会影响到使用该类的其他代码。这样可以降低代码修改的风险和成本。

继承（Inheritance）：
继承是指一个类可以派生出子类，从而继承父类的属性和方法。子类可以在继承的基础上添加新的属性和方法，或者修改父类的行为。继承可以实现代码的重用和扩展。

public class Animal {
    protected String name;

    public Animal(String name) {
        this.name = name;
    }

    public void eat() {
        System.out.println(name + " is eating.");
    }
}

public class Dog extends Animal {
    public Dog(String name) {
        super(name);
    }

    public void bark() {
        System.out.println(name + " is barking.");
    }
}

在上面的示例中，Dog类继承了Animal类，通过super关键字调用父类的构造方法。Dog类新增了一个bark()方法。

好处：

代码重用：通过继承，子类可以直接获得父类的属性和方法，无需重复编写相同的代码。这样可以提高代码的复用性，减少重复劳动，简化代码的维护和更新。
扩展性：子类可以在继承的基础上添加新的属性和方法，或者修改父类的行为。这样可以在不修改父类的情况下，对类的功能进行扩展和定制。
统一接口：通过继承，子类可以提供与父类相同的公共接口，这样可以使得子类对象可以被当作父类对象来使用。这种统一的接口可以提高代码的可读性和可维护性，同时也方便了代码的扩展和替换。

多态（Polymorphism）：
多态是指同一个方法调用可以在不同的对象上产生不同的行为。Java中的多态通过方法的重写（override）和方法的重载（overload）来实现。

public class Animal {
    public void makeSound() {
        System.out.println("Animal is making a sound.");
    }
}

public class Dog extends Animal {
    @Override
    public void makeSound() {
        System.out.println("Dog is barking.");
    }
}

public class Cat extends Animal {
    @Override
    public void makeSound() {
        System.out.println("Cat is meowing.");
    }
}

在上面的示例中，Animal类定义了一个makeSound()方法，在子类Dog和Cat中进行了重写。当调用makeSound()方法时，具体执行的代码取决于对象的实际类型。

好处：

灵活性：多态允许使用父类类型的变量引用子类的对象，这样可以在不修改代码的情况下，根据实际对象的类型来调用相应的方法。这种灵活性使得代码更加通用、可扩展和易于维护。
可替换性：由于多态的存在，可以将子类对象视为父类对象来使用，这样可以在不改变代码的情况下，替换具体的对象实现。这种可替换性使得代码更加模块化和可重用。
多态性：多态能够实现方法的动态绑定，即在运行时根据对象的实际类型确定调用的方法。这种多态性使得程序能够根据不同的对象产生不同的行为，实现更加灵活和智能的程序逻辑。