一、面向對象思想
Java是面向對象的高級語言,對於Java語言來說,萬事萬物皆對象!
它的基本思想是使用類,對象,繼承,封裝,消息等基本概念進行程序設計。面向對象程序的最小單元是類,類代表了客觀世界中具有某一特征的一類事物,封裝了這類事物所具有的屬性和行為。
所以,類定義=成員變量(屬性)+方法(行為)。
面向對象程序設計與人類的思維習慣一致,比如希望完成“兔子吃草"這件事:
在面向過程的程序設計里,一切以函數為中心,則會用如下語句來表達:
吃(兔子,草);
而在面向對象程序設計里,一切以對象為中心,則會用如下語句來表達:
兔子.吃(草);
對比這兩條語句可以看出,面向對象語句更接近自然語言語法,主謂賓一目了然。
二、類與對象的關系
類是對象的抽象,對象則是類的實例,一個類可以生成多個對象。對一個類定義而言,包含三種最常見的成員:構造器、成員變量和方法,而構造器是一個類創建對象的根本途徑,如果一個類沒有構造器則無法創建實例。因此,如果程序員沒有為一個類創建構造器,則系統會為該類提供一個默認無參的構造器。下面定義一個簡單的Person類:
public class Person{ //定義兩個成員變量:姓名和年齡
public String name; public int age; //定義一個say方法
public void say(String content){ System.out.println(content); } }
定義類之后就可以通過Person p = new Person()來創建對象了,Person對象賦給了p變量,它們在內存中的存儲示意圖如下:
三、面向對象的三個基本特征(封裝,繼承和多態)
1、封裝
封裝是指將對象的實現細節隱藏起來,對外提供公共訪問方法,將對象的功能暴露出來。
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。
適當的封裝可以讓程式碼更容易理解與維護,也加強了程序代碼的安全性。最終目的是實現模塊設計的”高內聚低耦合“。
那么,如何實現java的封裝呢?首先來看一下java的訪問控制級別:
Java提供了4個訪問控制級別,由小到大如下圖:
從上圖可以得出,實現一個類封裝的步驟如下:
♦ 修改屬性的可見性(訪問級別)來限制對屬性的訪問(一般限制為private),例如:
/** 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。 */
public class Person { private String name;//姓名
private int age;//年齡
}
♦ 對每個值屬性提供對外的公共方法訪問,也就是創建一對賦值取值的方法,用於對私有屬性的訪問,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; } }
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,this指當前對象。
因此,一個類定義時,一般用private修飾成員變量,public修飾成員方法。獲取成員變量應該用對象.get變量名()而不是對象.成員變量名。
2、繼承
我們生活中有很多繼承的例子:如兔子屬於動物的一種,兔子有一般動物的特征及行為,在java語言里可以說兔子繼承動物,兔子是子類,動物是父類;學生和老師都屬於人類,有人的一般特性,所以在java語言里可以說學生和老師繼承人類。所以繼承需要符合的關系是:is-a,父類更通用,子類更具體。
繼承是指子類可以復用父類的屬性和方法,Java的繼承是單繼承,每個子類只有一個直接父類。Java的繼承通過extends關鍵字實現,實現繼承的類稱為子類,被繼承的類稱為父類(基類或超類)。Java繼承語法格式如下:
修飾符 class SubClass extends SuperClass{ //類定義部分
}
需要注意的是 Java 不支持多繼承,但支持多重繼承。
子類包含與父類同名方法的現象稱為方法重寫,也稱為方法覆蓋。
方法的重寫要遵循“兩大兩小一大”規則,“兩同”即方法名相同、形參列表相同;“兩小”指子類方法返回值類型應該比父類方法返回值類型要小或相等,子類方法聲明拋出的異常應該比父類方法聲明拋出的異常類要小或相等;“一大”指子類方法的訪問權限應比父類方法的訪問權限更大或相等。
3、多態
多態是指子類對象可以直接賦給父類變量(父類引用指向子類對象),但運行時依然表現出子類的行為特征,也就是說,同一類型的對象在執行同一個方法時,可能表現出多種行為特征。
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。
多態的好處:可以使程序有良好的擴展,並可以對所有類的對象進行通用處理。
下面舉一個多態的例子:
public class Test { public static void main(String[] args) { show(new Cat()); // 以 Cat 對象調用 show 方法
show(new Dog()); // 以 Dog 對象調用 show 方法
Animal a = new Cat(); // 向上轉型
a.eat(); // 調用的是 Cat 的 eat
Cat c = (Cat)a; // 向下轉型
c.work(); // 調用的是 Cat 的 work
} public static void show(Animal a) { a.eat(); // 類型判斷
if (a instanceof Cat) { // 貓做的事情
Cat c = (Cat)a; c.work(); } else if (a instanceof Dog) { // 狗做的事情
Dog c = (Dog)a; c.work(); } } } abstract class Animal { abstract void eat(); } class Cat extends Animal { public void eat() { System.out.println("吃魚"); } public void work() { System.out.println("抓老鼠"); } } class Dog extends Animal { public void eat() { System.out.println("吃骨頭"); } public void work() { System.out.println("看家"); } }
執行以上程序,輸出結果為:
吃魚
抓老鼠
吃骨頭
看家
吃魚
抓老鼠
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