谈谈Java中的继承与组合

本文深入探讨了面向对象编程中的两大核心概念——组合与继承。详细解释了两者的定义及应用场景,通过具体示例展示了如何使用组合来构建复杂对象,以及如何通过继承创建新的类并复用现有类的功能。
1.继承和组合的概念
在新类里简单地创建原有类的对象。我们把这种方法叫作“组合”,因为新类由现有类的对象合并而成。我们只是简单地重复利用代码的功能,而不是采用它的形式。
第二种方法是创建一个新类,将其作为现有类的一个“类型”。我们可以原样采取现有类的形式,并在其中加入新代码,同时不会对现有的类产生影响。这种魔术般的行为叫作“继承”(Inheritance),涉及的大多数工作都是由编译器完成的。对于面向对象的程序设计,“继承”是最重要的基础概念之一。对于组合和继承这两种方法,大多数语法和行为都是类似的(因为它们都要根据现有的类型生成新类型)。
2.组合也就是一个类的对象是另外一个类的成员,一般的程序都有组合的意味,只不过是基本数据类型是成员变量,下面请看具体的例子
class Head
{
       Head(){
      System.out.println(" head ");
      }
}
class Body
{
      Body(){
      System.out.println(" body ");
      }
}
class Person()
{
      Head h=null;
      Body b=null;
     Person()                                //人是由头和身体组成的,Head和Body的对象是Person的一部分
    {
      h=new Head();
      b =new Body();
    }
 
}
 
3.继承作为面向对象的三个重要特性的一个方面,在面向对象的领域有着及其重要的作用,好像没听说哪个面向对象的语言不支持继承
 class Person
{
 private String name=null;
 private int age=0;
 public Person(String n,int a)
 {
  name=n;
  age=a; 
 }
 int getAge()
 { 
  return age;
 }
 String getName()
 { 
  return name;
 }
 void getDescription()
 { 
  System.out.println("name: "+name+"/t"+"age: "+age);
 }
}
class Student extends Person

 private String studno=null;
 public Student(String n,String no,int a)
 { 
  super(n,a);
  studno=no;
 }
}
说明:Student类中有三个成员变量name,age,studno和一个方法getDescription();
注意:子类继承了父类的所有变量和函数,只是子类不能访问父类的private类型的变量和函数,其实privae类型的变量还是继承到子类中的
 
4.
无论还是继承,都允许我们将子对象置于自己的新类中。大家或许会奇怪两者间的差异,以及到底该如何选择。
如果想利用新类内部一个现有类的特性,而不想使用它的接口,通常应选择组合。也就是说,我们可嵌入一个对象,使自己能用它实现新类的特性。但新类的用户会看到我们已定义的接口,而不是来自嵌入对象的接口。考虑到这种效果,我们需在新类里嵌入现有类的private对象。
有些时候,我们想让类用户直接访问新类的组合。也就是说,需要将成员对象的属性变为public。成员对象会将自身隐藏起来,所以这是一种安全的做法。而且在用户知道我们准备合成一系列组件时,接口就更容易理解。car(汽车)对象便是一个很好的例子:
class Engine {
  public void start() {}
  public void rev() {}
  public void stop() {}
}

class Wheel {
  public void inflate(int psi) {}
}

class Window {
  public void rollup() {}
  public void rolldown() {}
}

class Door {
  public Window window = new Window();
  public void open() {}
  public void close() {}
}

public class Car {
  public Engine engine = new Engine();
  public Wheel[] wheel = new Wheel[4];
  public Door left = new Door(),
       right = new Door(); // 2-door
  Car() {
    for(int i = 0; i < 4; i++)
      wheel[i] = new Wheel();
  }
  public static void main(String[] args) {
    Car car = new Car();
    car.left.window.rollup();
    car.wheel[0].inflate(72);
  }
} ///:~

由于汽车的装配是故障分析时需要考虑的一项因素(并非只是基础设计简单的一部分),所以有助于客户程序员理解如何使用类,而且类创建者的编程复杂程度也会大幅度降低。
如选择继承,就需要取得一个现成的类,并制作它的一个特殊版本。通常,这意味着我们准备使用一个常规用途的类,并根据特定的需求对其进行定制。只需稍加想象,就知道自己不能用一个车辆对象来组合一辆汽车——汽车并不“包含”车辆;相反,它“属于”车辆的一种类别。“属于”关系是用继承来表达的,而“包含”关系是用组合来表达的。

5. protected
现在我们已理解了继承的概念,protected这个关键字最后终于有了意义。在理想情况下,private成员随时都是“私有”的,任何人不得访问。但在实际应用中,经常想把某些东西深深地藏起来,但同时允许访问衍生类的成员。protected关键字可帮助我们做到这一点。它的意思是“它本身是私有的,但可由从这个类继承的任何东西或者同一个包内的其他任何东西访问”。也就是说,Java中的protected会成为进入“友好”状态。
我们采取的最好的做法是保持成员的private状态——无论如何都应保留对基 础的实施细节进行修改的权利。在这一前提下,可通过protected方法允许类的继承者进行受到控制的访问:
import java.util.*;

class Villain {
  private int i;
  protected int read() { return i; }
  protected void set(int ii) { i = ii; }
  public Villain(int ii) { i = ii; }
  public int value(int m) { return m*i; }
}

public class Orc extends Villain {
  private int j;
  public Orc(int jj) { super(jj); j = jj; }
  public void change(int x) { set(x); }
} ///:~

可以看到,change()拥有对set()的访问权限,因为它的属性是protected(受到保护的)。
 
6. 再论合成与继承
在面向对象的程序设计中,创建和使用代码最可能采取的一种做法是:将数据和方法统一封装到一个类里,并且使用那个类的对象。有些时候,需通过“组合”技术用现成的类来构造新类。而继承是最少见的一种做法。因此,尽管继承在学习OOP的过程中得到了大量的强调,但并不意味着应该尽可能地到处使用它。相反,使用它时要特别慎重。只有在清楚知道继承在所有方法中最有效的前提下,才可考虑它。为判断自己到底应该选用组合还是继承,一个最简单的办法就是考虑是否需要从新类上溯造型回基础类。若必须上溯,就需要继承。但如果不需要上溯造型,就应提醒自己防止继承的滥用。但只要记住经常问自己“我真的需要上溯造型吗”,对于组合还是继承的选择就不应该是个太大的问题
<think>嗯,用户让我谈谈Java中面向对象的理解,这应该是个刚开始学Java的人吧。首先,我得想想面向对象的几个基本概念,比如类、对象、封装、继承、多态这些。可能用户对这些术语有点模糊,需要解释清楚。 然后,我应该从为什么要有面向对象编程说起,对比面向过程的区别,这样用户能明白OOP的优势。比如用例子说明,比如把现实世界的事物抽象成对象,这样更符合人的思维习惯。 接下来要分点详细解释每个特性。封装的话,得讲访问控制,private、public这些关键字的作用,还有getter和setter方法的重要性。继承方面,要说明代码复用和层次关系,可能还要提一下super关键字和覆盖方法。多态可能需要更多的例子,比如父类引用指向子类对象,还有接口的实现,动态绑定这些概念。 另外,Java中的具体实现,比如类如何定义,构造方法的作用,对象实例化的过程。可能用户对内存中的对象和类的关系不太清楚,需要简单说明一下。 还要注意不要用太专业的术语,保持口语化,但又要准确。比如把“实例化”说成“创建对象”,可能更容易理解。有没有遗漏什么重要的点?比如抽象类和接口的区别,或者组合继承的选择,这些可能对深入理解有帮助,但用户可能暂时不需要太深入,先打好基础。 最后,总结一下面向对象在Java中的应用,以及它带来的好处,比如提高代码的可维护性、复用性、扩展性。可能用实际例子来展示,比如设计一个简单的类结构,动物和猫狗的例子,这样更直观。 需要检查有没有错误,比如多态的实现方式,是否在Java中通过虚方法表实现动态绑定,这部分可能不需要太深入,但概念要正确。另外,确保例子正确,不会误导用户。 总之,结构要清晰,先介绍概念,再分点讲解特性,结合实际例子,最后总结好处。让用户能逐步理解面向对象在Java中的体现和应用。</think>好的!关于Java中面向对象编程(OOP)的理解,我们可以从以下几个方面逐步展开: --- ### 一、面向对象的核心思想 面向对象(Object-Oriented)的核心是**将现实世界的事物抽象为“对象”**,通过对象的交互来解决问题。 - **对比面向过程**:面向过程关注“步骤”,而面向对象关注“事物的属性和行为”。 - 例如:描述“学生选课” - 面向过程:编写函数 `选课(学生, 课程)` - 面向对象:定义 `Student` 类和 `Course` 类,通过对象方法 `student.selectCourse(course)` 实现。 --- ### 二、Java中面向对象的四大特性 #### 1. **封装(Encapsulation)** - **目的**:隐藏对象的内部细节,通过公共方法控制访问。 - **实现**: ```java public class Person { private String name; // 私有属性 public void setName(String name) { // 公共方法操作属性 this.name = name; } } ``` - **意义**:提高安全性(如数据校验)、简化调用逻辑。 #### 2. **继承Inheritance)** - **目的**:复用代码,建立类之间的层次关系(is-a关系)。 - **实现**: ```java public class Animal { } // 父类 public class Dog extends Animal { } // 子类 ``` - **注意**: - Java是单继承(一个类只能继承一个父类)。 - 子类可重写父类方法(`@Override`),通过 `super` 调用父类逻辑。 #### 3. **多态(Polymorphism)** - **目的**:同一操作作用于不同对象,产生不同行为。 - **实现**: - **编译时多态**:方法重载(Overload)。 ```java public void print(int a) { } public void print(String s) { } ``` - **运行时多态**:方法重写(Override)+ 父类引用指向子类对象。 ```java Animal myDog = new Dog(); myDog.sound(); // 实际调用Dog类的sound() ``` #### 4. **抽象(Abstraction)** - **目的**:定义共性,忽略细节。 - **实现**: - 抽象类(`abstract class`):包含抽象方法和具体方法。 - 接口(`interface`):定义行为规范(Java 8后支持默认方法)。 ```java interface Flyable { void fly(); // 抽象方法 } ``` --- ### 三、Java中对象类的关系 - **类(Class)**:对象的模板,定义属性和方法。 - **对象(Object)**:类的实例,占用独立内存空间。 ```java // 定义类 public class Car { String color; void run() { System.out.println("Running..."); } } // 创建对象 Car myCar = new Car(); myCar.color = "Red"; myCar.run(); ``` --- ### 四、面向对象设计的优势 1. **模块化**:代码按功能划分到不同类中,便于协作和维护。 2. **可扩展性**:通过继承和多态,系统易于扩展新功能。 3. **复用性**:通用逻辑封装在父类或工具类中,减少重复代码。 4. **灵活性**:多态允许动态替换实现(如更换数据库驱动)。 --- ### 五、实际应用举例 **场景**:设计一个简单的电商系统 ```java // 封装用户信息 class User { private String userId; public void login() { /* 登录逻辑 */ } } // 继承:VIP用户扩展普通用户 class VIPUser extends User { public void discount() { /* 专属折扣 */ } } // 多态:不同支付方式 interface Payment { void pay(); } class Alipay implements Payment { public void pay() { System.out.println("支付宝支付"); } } class WechatPay implements Payment { public void pay() { System.out.println("微信支付"); } } ``` --- ### 总结 Java的面向对象通过**类对象**的抽象、**四大特性**的支持,实现了代码的高效组织和灵活扩展。理解OOP的核心在于:**将问题拆解为对象,通过对象间的交互解决问题**。这种思想不仅适用于编程,也能帮助我们更好地抽象现实世界中的复杂系统。
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