面向对象思想

1、概述

面向对象是一种对现实世界理解和抽象的方法。万物皆对象，通过面向对象的方式，将现实世界的事物抽象成对象，现实世界中的关系抽象成类、继承，帮助人们实现对现实世界的抽象与数字建模。通过面向对象的方法，更利于用人理解的方式对复杂系统进行分析、设计与编程。

面向对象思想体现在软件开发中的各个方面。如， 面向对象的分析（OOA，Object Oriented Analysis），结合常用的设计原则、模式对关键的问题域进行分析和抽象。面向对象的设计（OOD，Object Oriented Design），对问题域的抽象建立产品的模型和结构；面向对象编程（OOP，Object Oriented Programming），依据产品的模型和机构进行编程。

2、几个概念

• 对象，需要研究的一切事物。对象实现了状态和行为的封装。
• 类，具有相同的属性(状态)和方法(行为)的对象的抽象就是类。对象的抽象是类，类的具体化就是对象。
• 类的结构，类之间的结构关系通常有两种：
  • 一般–具体结构关系(继承关系) ：“或” 关系，或者是 “is a” 关系；
  • 整体–部分结构关系(聚合关系)：“与” 关系，或者是 “has a” 关系。

3、三大特性

(一)、封装
利用抽象数据类型将数据和基于数据的操作封装在一起，使其构成一个不可分割的独立实体，数据被保护在抽象数据类型的内部，尽可能地隐藏内部的细节，只保留一些对外接口使之与外部发生联系。封装实际上使用方法将类的数据隐藏起来，控制用户对类的修改和访问数据的程度。

封装的优点：

• 良好的封装可以降低耦合、提高程序的可复用性和可维护性；
• 封装特性可以把对象的私有数据和公共数据分离开，保护了私有数据，减少了可能的模块间干扰，达到降低程序复杂性、提高可控性的目的。

(二)、继承
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。

继承描述的是 “is a” 的关系，如果有两个对象A和B，若可以描述为“A是B”，则可以表示A继承B，其中B是被继承者称之为父类或者超类，A是继承者称之为子类或者派生类。

继承的特点：

• 子类拥有父类非 private 的属性、方法。
• 子类可以拥有自己的属性和方法，即子类可以对父类进行扩展。
• 子类可以用自己的方式实现父类的方法。
• Java 的继承是单继承，但是可以多重继承，单继承就是一个子类只能继承一个父类，多重继承就是，例如 A 类继承 B 类，B 类继承 C 类，所以按照关系就是 C 类是 B 类的父类，B 类是 A 类的父类。
• 继承是一种强耦合关系（缺点，耦合度高就会造成代码之间的联系越紧密，代码独立性越差）。
• 继承破坏了封装，对于父类而言，它的实现细节对与子类来说都是透明的（缺点）。
• 父类变，子类就必须变（缺点）。

什么时候使用继承：
问一问自己是否需要从子类向父类进行向上转型。如果必须向上转型，则继承是必要的，但是如果不需要，则应当好好考虑自己是否需要继承。

（三）、多态
多态是同一个行为具有多个不同表现形式或形态的能力。多态就是同一个接口，使用不同的实例而执行不同操作。

多态分为编译时多态和运行时多态：

• 编译时多态是静态的，主要是指方法的重载;
• 运行时多态是动态的，指程序中定义的对象引用所指向的具体类型在运行期间才确定

多态的优点：

• 消除类型之间的耦合关系
• 可替换性
• 可扩充性
• 接口性
• 灵活性
• 简化性

运行时多态有三个条件：

• 继承

• 覆盖（重写）

• 向上转型

• 多态的实现方式：

  • 接口：接口的引用指向该接口实现类的实例，在运行时，根据对象引用的实际类型来执行对应的方法。
  • 重写：个子类对父类同一方法的重写可以表现出不同的行为。
  • 抽象类和抽象方法：如果父类是抽象类，那么子类必须要实现父类中所有的抽象方法，这样该父类所有的子类一定存在统一的对外接口，但其内部的具体实现可以各异。

参考资料

• Java 编程思想
• 面向对象编程三大特性 ------ 封装、继承、多态