面向对象的三大特征

news2024/10/7 6:44:49

面向对象（OOP）的三大特征：继承、封装、多态

一、封装性

为什么需要封装？封装的作用和含义？
我要用洗衣机，只需要按一下开关和洗涤模式就可以了。有必要了解洗衣机内
部的结构吗？有必要碰电动机吗？
我要开车，…

我们程序设计追求“高内聚，低耦合”。
高内聚 ：类的内部数据操作细节自己完成，不允许外部干涉；
低耦合 ：仅对外暴露少量的方法用于使用。

隐藏对象内部的复杂性，只对外公开简单的接口。便于外界调用，从而提高系统的可扩展性、可维护性。通俗的说：
🧨把该隐藏的隐藏起来，该暴露的暴露出来。这就是封装性的设计思想。

🎈信息的封装和隐藏
Java中通过将数据声明为私有的(private)，再提供公共的（public）方法：getXxx()和setXxx()实现对该属性的操作，以实现下述目的：
1.隐藏一个类中不需要对外提供的实现细节；
2.使用者只能通过事先定制好的方法来访问数据，可以方便地加入控制逻辑， 限制对属性的不合理操作；
3.便于修改，增强代码的可维护性；

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/*
 * 面向对象的特征一：封装与隐藏     3W:what? why? how?
 * 一、问题的引入：
 *  当我们创建一个类的对象以后，我们可以通过"对象.属性"的方式，对对象的属性进行赋值。这里，赋值操作要受到
 *  属性的数据类型和存储范围的制约。除此之外，没有其他制约条件。但是，在实际问题中，我们往往需要给属性赋值
 *  加入额外的限制条件。这个条件就不能在属性声明时体现，我们只能通过方法进行限制条件的添加。（比如：setLegs()）
 *  同时，我们需要避免用户再使用"对象.属性"的方式对属性进行赋值。则需要将属性声明为私有的(private).
 *  -->此时，针对于属性就体现了封装性。
 * 
 * 二、封装性的体现：
 * 我们将类的属性xxx私有化(private),同时，提供公共的(public)方法来获取(getXxx)和设置(setXxx)此属性的值
 * 
 *  拓展：封装性的体现：① 如上  ② 不对外暴露的私有的方法  ③ 单例模式   ...
 *  
 * 
 * 三、封装性的体现，需要权限修饰符来配合。
 * 1.Java规定的4种权限（从小到大排列）：private、缺省（什么也不写）、protected 、public 
 * 2.4种权限可以用来修饰类及类的内部结构：属性、方法、构造器、内部类
 * 3.具体的，4种权限都可以用来修饰类的内部结构：属性、方法、构造器、内部类
 *        修饰类的话，只能使用：缺省、public
 * 
 * 总结封装性：Java提供了4种权限修饰符来修饰类及类的内部结构，体现类及类的内部结构在被调用时的可见性的大小。
 * 
 */
public class AnimalTest {
	public static void main(String[] args) {
		
		Animal a = new Animal();
		a.name = "大黄";
//		a.age = 1;
//		a.legs = 4;//The field Animal.legs is not visible
		
		a.show();
		
//		a.legs = -4;
//		a.setLegs(6);
		a.setLegs(-6);
		
//		a.legs = -4;//The field Animal.legs is not visible
		a.show();		
		System.out.println(a.name);		
	}
}


class Animal{
	
	String name;
	private int age;
	private int legs;//腿的个数
	
	//对属性的设置
	public void setLegs(int l){
		if(l >= 0 && l % 2 == 0){
			legs = l;
		}else{
			legs = 0;
//			抛出一个异常（暂时没有讲）
		}
	}
	
	//对属性的获取
	public int getLegs(){
		return legs;
	}	
	public void eat(){
		System.out.println("动物进食");
	}	
	public void show(){
		System.out.println("name = " + name + ",age = " + age + ",legs = " + legs);
	}	
	//提供关于属性age的get和set方法
	public int getAge(){
		return age;
	}
	public void setAge(int a){
		age = a;
	}	
}

二、继承性

为什么要有继承？
多个类中存在相同属性和行为时，将这些内容抽取到单独一个类中， 那么多个类无需再定义这些属性和行为，只要继承那个类即可。

此处的多个类称为子类(派生类)，单独的这个类称为父类(基类或超类)。可以理解为:“子类 is a 父类”

类继承语法规则:
class Subclass extends SuperClass{ }

🎨作用：
继承的出现减少了代码冗余，提高了代码的复用性。
继承的出现，更有利于功能的扩展。
继承的出现让类与类之间产生了关系，提供了多态的前提。

注意：不要仅为了获取其他类中某个功能而去继承
子类继承了父类，就继承了父类的方法和属性。
在子类中，可以使用父类中定义的方法和属性，也可以创建自己特有的新的属性和方法。
在Java 中，继承的关键字用的是“extends”，即子类不是父类的子集，而是对父类的“扩展”。

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关于继承的规则：仍然认为获取了父类中的私有结构，只是因为封装性的影响，子类不能直接访问父类中私有的(private)的成员变量和方法。
在这里插入图片描述

  1. 一个类可以被多个子类继承
  2. Java中类的单继承性：一个类只能有一个父类
  3. 子父类是相对的概念
  4. 子类直接继承的父类，称为：直接父类。间接继承的父类称为：间接父类

在这里插入图片描述

三、多态性

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1.多态性的使用

创建Person类

package com.atguigu.java4;

public class Person {
	String name;
	int age;
	
	int id = 1001;
	
	public void eat(){
		System.out.println("人：吃饭");
	}
	
	public void walk(){
		System.out.println("人：走路");
	}	
}

创建Man继承Person

package com.atguigu.java4;

public class Man extends Person{
	
	//获得Person中属性和方法的同时，添加Man特有的属性和方法
	boolean isSmoking;//是否抽烟
	
	int id = 1002;
	
	public void earnMoney(){
		System.out.println("男人负责挣钱养家");
	}
	//重写eat方法
	public void eat(){
		System.out.println("男人多吃肉，长肌肉");
	}
	
	public void walk(){
		System.out.println("男人霸气的走路");
	}
}

创建Woman继承Person

package com.atguigu.java4;

public class Woman extends Person{
	
	boolean isBeauty;//是不是美女
	
	public void goShopping(){
		System.out.println("女人喜欢购物");
	}
	
	public void eat(){
		System.out.println("女人少吃，为了减肥");
	}
	
	public void walk(){
		System.out.println("女人窈窕的走路");
	}
}

通过测试说明叫多态性

package com.atguigu.java4;
/*
 * 面向对象特征之三：多态性
 * 
 * 1.理解多态性：可以理解为一个事物的多种形态。
 * 2.何为多态性：
 *   对象的多态性：父类的引用指向子类的对象（或子类的对象赋给父类的引用）
 *   
 * 3. 多态的使用：虚拟方法调用
 *   有了对象的多态性以后，我们在编译期，只能调用父类中声明的方法，但在运行期，我们实际执行的是子类重写父类的方法。
 *   总结：编译，看左边；运行，看右边。
 *   
 * 4.多态性的使用前提：  ① 类的继承关系  ② 方法的重写
 * 
 * 5.对象的多态性，只适用于方法，不适用于属性（编译和运行都看左边）
 */
public class PersonTest {
	
	public static void main(String[] args) {
		//最原始的调用，这里和多态性没什么关系
		Person p1 = new Person();
		p1.eat();
		Man man = new Man();
		man.eat();
		man.age = 25;
		man.earnMoney();
		
		//*************************************************
		//对象的多态性：父类的引用指向子类的对象（或子类的对象赋给父类的引用）
		Person p2 = new Man();
//		Person p3 = new Woman();

		//多态的使用：当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 ---虚拟方法调用
		p2.eat();//打印“男人多吃肉，长肌肉”
		p2.walk();//点进去是父类的方法
		
		//只能调用Person里面声明的方法
		//编译看左边，没有的方法会报错。执行看右边，实际执行重写后的方法
//		p2.earnMoney();	
		System.out.println(p2.id);//1001	
	}
}

2.多态性的使用举例

如果没有多态性，还需要写另外两个重载的func方法

package com.atguigu.java4;
import java.sql.Connection;
//多态性的使用举例一：
public class AnimalTest {
	
	public static void main(String[] args) {
		
		AnimalTest test = new AnimalTest();
		//调用func方法，首先需要传一个实例，多态性可以new子类对象
		test.func(new Dog());//相当于Animal animal = new Dog();
		test.func(new Cat());//相当于Animal animal = new Cat();
	}
	
	public void func(Animal animal){//Animal animal = new Dog();
		animal.eat();//具体调用父类还是子类的方法看传入的对象
		animal.shout();
		
		if(animal instanceof Dog){
			Dog d = (Dog)animal;
			d.watchDoor();
		}
	}
//没有多态性调用时，需要写额外的重载func方法
//	public void func(Dog dog){
//		dog.eat();
//		dog.shout();
//	}
//	public void func(Cat cat){
//		cat.eat();
//		cat.shout();
//	}

}

//父类
class Animal{	
	public void eat(){
		System.out.println("动物：进食");
	}	
	public void shout(){
		System.out.println("动物：叫");
	} 
}

//dog子类
class Dog extends Animal{
	public void eat(){System.out.println("狗吃骨头");}	
	
	public void shout(){System.out.println("汪！汪！汪！");}	
	
	public void watchDoor(){System.out.println("看门");}
}

//cat子类
class Cat extends Animal{
	public void eat(){System.out.println("猫吃鱼");}
	
	public void shout(){System.out.println("喵！喵！喵！");}
}

//举例二：
class Order{
	public void method(Object obj){		
	}
}

//举例三：
class Driver{
	
	public void doData(Connection conn){//conn = new MySQlConnection(); / conn = new OracleConnection();
		//规范的步骤去操作数据
//		conn.method1();
//		conn.method2();
//		conn.method3();		
	}
}

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