OOP编程四大特性:封装、抽象、继承、多态

封装

封装也叫作信息隐藏或者数据访问保护。类通过暴露有限的访问接口,授权外部仅能通过类提供的方式来访问内部信息或者数据。它需要编程语言提供权限访问控制语法来支持,例如 Java 中的 private、protected、public 关键字。封装特性存在的意义,一方面是保护数据不被随意修改,提高代码的可维护性;另一方面是仅暴露有限的必要接口,提高类的易用性。

/**
 * 用户info
 * 存储用户id,爱好
 * 用户ID是初始化中已经赋值的,不允许外部修改,只允许获取
 * 爱好属性允许外部修改和获取
 */
class UserInfo {
    private String id;//用户id
    private String hobby;//爱好

    public UserInfo() {
        id = DB.getID();
    }
    public String getId() {
        return id;
    }
    public String getHobby() {
        return hobby;
    }
    public void setHobby(String hobby) {
        this.hobby = hobby;
    }
}

用户id是唯一属性,不允许外部修改,它是需要被保护的数据,所以只提供了get方法。而爱好属性,允许外部修改,所以我们可以暴露方法对其进行修改。

当然,我们也可以使用public、protected、private等关键字来修饰变量和方法,达到外部安全操作内部变量的效果。

封装保证了数据的安全性,也减少了代码的暴露,进而提高了类的易用性。

抽象

抽象就是讲如何隐藏方法的具体实现,让使用者只需要关心方法提供了哪些功能,不需要知道这些功能是如何实现的。抽象可以通过接口类或者抽象类来实现,但也并不需要特殊的语法机制来支持。抽象存在的意义,一方面是提高代码的可扩展性、维护性,修改实现不需要改变定义,减少代码的改动范围;另一方面,它也是处理复杂系统的有效手段,能有效地过滤掉不必要关注的信息。

interface IPictureHelper{
    boolean savePicture();//保存照片
    boolean delPicture();//删除照片
}

class PictureHelper implements IPictureHelper{
    @Override
    public boolean savePicture() {
        //doTask
        return false;
    }

    @Override
    public boolean delPicture() {
        //doTask
        return false;
    }
}

在demo中,我们用一个interface类即可实现抽象。对于外部调用者来说,他们完全没必要关注内部方法的具体实现,只需要了解提供的哪些方法。

其实,抽象的实现不仅仅只是interface,同时还有abstract类。不过,对于抽象的思想,如果我们仔细观察“函数”这一语法机制,我们就能发现,“函数”包裹具体的实现逻辑,开发者在开发过程中只需要通过“函数”的命名、注释、文档等手段,都可以了解到其功能,而不必关注具体实现。这恰恰也是一种抽象的思想。

所以很多时候,我们只会讲面向对象三大特性,把抽象这一特性从中移除。

继承

继承是用来表示类之间的 is-a 关系,分为两种模式:单继承和多继承。单继承表示一个子类只继承一个父类,多继承表示一个子类可以继承多个父类。为了实现继承这个特性,编程语言需要提供特殊的语法机制来支持。继承主要是用来解决代码复用的问题。

class BaseClass {
    public String tag;
}

class Sun extends BaseClass {   
}

继承的好处是代码复用,子类可以重用父类中的代码。不过这也产生了弊端,过多的继承导致了层次结构的复杂,而且父类中代码有所修改,直接影响到了子类。所以有时候也会提倡“多组合少继承”的思路。

多态

多态是指子类可以替换父类,在实际的代码运行过程中,调用子类的方法实现。多态这种特性也需要编程语言提供特殊的语法机制来实现,比如继承、接口类、duck-typing。多态可以提高代码的扩展性和复用性,是很多设计模式、设计原则、编程技巧的代码实现基础。

// 父类 = 子类的实现
class BaseArray {
    ArrayList<String> arrayList = new ArrayList<String>();

    //父类添加value是放在数据尾部
    public void add(@NotNull String value) {
        if (value.equals(“”)) {
            return;
        }
        arrayList.add(value);
    }
}
class FirstArray extends BaseArray {

    @Override
    public void add(String value) {
        if (value.equals("")) return;
        //子类添加value是放在数据头部
        arrayList.add(0, value);
    }
}

public class Polymorphism {
    public static void main(String[] args){
        BaseArray array=new FirstArray();
        array.add("1");
        array.add("2");
        //打印 :2,1
    }
}

以上代码中,在调用add的方法时,实际是子类代替了父类的实现,执行了子类的add方法,达到了多态的特性。
我把他理解为:父类等于子类的实现。

//接口=接口实现类
interface IPerson {
    void say();
}

class Man implements IPerson {
    @Override
    public void say() {
        System.out.println(“男的!!!”);
    }
}

class Woman implements IPerson {
    @Override
    public void say() {
        System.out.println(“女的~~~”);
    }
}

class Demo {
    public static void test(IPerson person) {
        person.say();
    }
}

public class Polymorphism {
    public static void main(String[] args) {
        Man man = new Man();
        Demo.test(man);

        Woman woman = new Woman();
        Demo.test(woman);

        //打印:
        //男的!!!
        //女的~~~
    }
}

以上代码中,我们使用interface来实现多态。Man类和Woman类都实现了IPerson接口类,而在test方法中,我们只需要知道接口类的方法。当传入不同的实现类,调用的便是实现类的方法。
我把他理解为:接口等于接口实现类。

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