Java系列之 - 面向对象三大特征

面向对象的三大特征：封装、继承、多态

一、封装

首先，属性能够描述事物的特征，方法能够描述事物的动作。封装就是把同一类事物的共性（包括属性和方法）归到同一类中，方便使用。

1. 封装：
   封装也称信息隐藏，是指利用抽象数据类型把数据和基于数据的操作封装起来，使其成为一个不可分割的整体，数据隐藏在抽象数据内部，尽可能的隐藏数据细节，只保留一些接口使其与外界发生联系。也就是说用户无需知道内部的数据和方法的具体实现细节，只需根据留在外部的接口进行操作就行。
2. 封装的好处：

• 实现了专业的分工
• 良好的封装能够减少耦合
• 类内部的结构能够自由修改
• 可以对成员进行更精确的控制
• 隐藏信息，实现细节

3. 封装的步骤：

• 修改属性的可见性来限制对属性的访问
• 为每个属性创建一对赋值和取值方法，用于对这些属性的访问
• 在赋值和取值方法中，加入对属性的存取限制

二、继承

1. Java继承

• Java继承是面向对象的最显著的一个特征。继承是从已有的类中派生出新的类，新的类能吸收已有类的数据属性和行为，并能扩展新的能力。
• JAVA不支持多继承，单继承使JAVA的继承关系很简单，一个类只能有一个父类，易于管理程序，父类是子类的一般化，子类是父类的特化（具体化)。

2. Java继承的特征

• 继承关系是传递的。若类C继承类B，类B继承类A（多继承），则类C既有从类B那里继承下来的属性与方法，也有从类A那里继承下来的属性与方法。
• 继承提供了软件复用功能。若类B继承类A，那么建立类B时只需要再描述与基类(类A)不同的少量特征(数据成员和成员方法)即可。这种做法能减小代码和数据的冗余度，大大增加程序的重用性。
• 继承通过增强一致性来减少模块间的接口和界面，大大增加了程序的易维护性。

3. 结果：
   继承后子类自动拥有了父类的属性和方法，但特别注意的是，父类的私有属性和构造方法并不能被继承。

三、多态

1. 多态的定义：
   指允许不同类的对象对同一消息做出响应。即同一消息可以根据发送对象的不同而采用多种不同的行为方式。（发送消息就是函数调用）
2. 实现多态的技术称为：
   动态绑定（dynamic binding），是指在执行期间判断所引用对象的实际类型，根据其实际的类型调用其相应的方法。
3. 多态的作用：
   消除类型之间的耦合关系。
4. 多态存在的三个必要条件

• 要有继承；
• 要有重写；
• 父类引用指向子类对象。

5. 好处：

• 可替换性（substitutability）。多态对已存在代码具有可替换性。例如，多态对圆Circle类工作，对其他任何圆形几何体，如圆环，也同样工作。
• 可扩充性（extensibility）。多态对代码具有可扩充性。增加新的子类不影响已存在类的多态性、继承性，以及其他特性的运行和操作。实际上新加子类更容易获得多态功能。
• 接口性（interface-ability）。多态是超类通过方法签名，向子类提供了一个共同接口，由子类来完善或者覆盖它而实现的。
• 灵活性（flexibility）。它在应用中体现了灵活多样的操作，提高了使用效率。
• 简化性（simplicity）。多态简化对应用软件的代码编写和修改过程，尤其在处理大量对象的运算和操作时，这个特点尤为突出和重要。

四、例子

比如你是一个酒神，对酒情有独钟。某日回家发现桌上有几个杯子里面都装了白酒，从外面看我们是不可能知道这是些什么酒，只有喝了之后才能够猜出来是何种酒。你一喝，这是剑南春、再喝这是五粮液、再喝这是酒鬼酒….在这里我们可以描述成如下：

酒 a = 剑南春
酒 b = 五粮液
酒 c = 酒鬼酒
…
这里所表现的的就是多态。

public class Wine {
    public void fun1(){
        System.out.println("Wine 的Fun.....");
        fun2();
    }
    public void fun2(){
        System.out.println("Wine 的Fun2...");
    }
}

public class JNC extends Wine{
    /**
     * 子类重载父类方法，父类中不存在该方法，向上转型后，父类是不能引用该方法的
    */
    public void fun1(String a){
        System.out.println("JNC 的 Fun1...");
        fun2();
    }
    
    /**
     * 子类重写父类方，指向子类的父类引用调用fun2时，必定是调用该方法
     */
    public void fun2(){
        System.out.println("JNC 的Fun2...");
    }
}

 public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        Wine a = new JNC();
        a.fun1();
    }
}

-------------------------------------------------
Output:Wine 的Fun.....JNC 的Fun2...

五、总结：

指向子类的父类引用由于向上转型了，它只能访问父类中拥有的方法和属性，而对于子类中存在而父类中不存在的方法，该引用是不能使用的，尽管是重载该方法。若子类重写了父类中的某些方法，在调用该些方法的时候，必定是使用子类中定义的这些方法（动态连接、动态调用）。