Java 面向对象编程思想
封装
封装(Encapsulation )是将代码及其处理的数据绑定在一起的一种编程机制,该机制保证了程序和数据都不受外部干扰且不被误用。封装代码的好处是每个人都知道怎么访问它,但却不必考虑它的内部实现细节,也不必害怕使用不当会带来负面影响。 Java 封装的基本单元是类。一个类(class)定义了将被一个对象集共享的结构和行为(数据和代码)。一个给定类的每个对象都包含这个类定义的行为和结构,好像它们是从同一个类的模子中铸造出来似的。因为这个原因,对象有时被看作是类的实例。所以,类是一种逻辑结构,而对象是真正存在的物理实体。 当创建一个类时,你要指定组成那个类的代码和数据。从总体上讲,这些元素都被称为该类的成员(members )。具体地说,类定义的数据称为成员变量或实例变量。操作数据的代码称为成员方法(member methods )或简称方法(methods )。Java 程序员所称的方法,就是C/C++ 程序员所称的函数(function )。在完全用Java 编写的程序中,方法定义如何使用成员变量。 既然类的目的是封装复杂性,在类的内部就应该有隐藏实现复杂性机制。类中的每个方法或变量都可以被标记为私有(private )或公共(public )。类的公共接口代表类的外部用户需要知道或可以知道的每件事情;私有方法和数据仅能被一个类的成员代码所访问,其他任何不是类的成员的代码都不能访问私有的方法或变量。既然类的私有成员仅能被程序中的其他部分通过该类的公共方法访问,那么就能保证不希望发生的事情就一定不会发生。当然,公共接口应该小心仔细设计,不要过多暴露类的内部内容。
继承
继承(Inheritance )是一个对象获得另一个对象的属性的过程。继承很重要,因为它支持了按层分类的概念。如前面提到的,大多数知识都可以按层级(即从上到下)分类管理。使用了继承,一个对象就只需定义使它在所属类中独一无二的属性即可,因为它可以从它的父类那儿继承所有的通用属性。所以,可以这样说,正是继承机制使一个对象成为一个更具通用类的一个特定实例成为可能。 我们可以举例来说,动物——哺乳动物——兔子这是一个层级结构。我们说哺乳类动物是动物的子类(subclass ),而动物是哺乳动物的超类(super class )。 由于哺乳动物类是需要更加精确定义的动物,所以它可以从动物类继承所有的属性。一个深度继承的子类继承了类层级中它的每个祖先的所有属性。 继承性与封装性相互作用。如果一个给定的类封装了一些属性,那么它的任何子类将具有同样的属性,而且还添加了子类自己特有的属性。这是面向对象的程序在复杂性上呈线性而非几何性增长的一个关键概念。新的子类继承它的所有祖先的所有属性。它不与系统中其余的多数代码产生无法预料的相互作用。
多态性
多态性是允许一个接口被多个同类动作使用的特性,具体使用哪个动作与应用场合有关,下面我们以一个后进先出型堆栈为例进行说明。假设你有一个程序,需要3种不同类型的堆栈。一个堆栈用于整数值,一个用于浮点数值,一个用于字符。尽管堆栈中存储的数据类型不同,但实现每个栈的算法是一样的。如果用一种非面向对象的语言,你就要创建3个不同的堆栈程序,每个程序一个名字。但是,如果使用Java ,由于它具有多态性,你就可以创建一个通用的堆栈程序集,它们共享相同的名称。 多态性的概念经常被说成是“一个接口,多种方法”。这意味着可以为一组相关的动作设计一个通用的接口。多态性允许同一个接口被同一类的多个动作使用,这样就降低了程序的复杂性。选择应用于每一种情形的特定的动作,是编译器的任务,程序员无需手工进行选择。我们只需记住并且使用通用接口即可。