Java面向对象编程的三大特征

目录

• 1.封装
• 1.1.封装概念
• 1.2.封装的好处
• 1.3.封装的实现步骤
• 2.继承
• 2.1.继承概念
• 2.2.继承的好处
• 2.3.子类对象实例化过程
• 3.多态
• 3.1.多态基本介绍
• 3.2.多态的具体体现
• 方法的多态
• 3.3.对象的多态（多态的核心）
• 3.4.对象的多态的应用
• 多态数组
• 多态参数

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。

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~");
    }
}

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

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~")；

    }
}

3.3.对象的多态（多态的核心）

• 一个对象的编译类型和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);
    }
}

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