2、Java 基础 - 面向对象基础-优快云博客

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1、OOP简介

OOP也就是我们常说的面向对象编程（Object Oriented Programming，OOP）；

面向对象程序设计方法是尽可能模拟人类的思维方式，使得软件的开发方法与过程尽可能接近人类认识世界、解决现实问题的方法和过程，也即使得描述问题的问题空间与问题的解决方案空间在结构上尽可能一致，把客观世界中的实体抽象为问题域中的对象。

面向对象程序设计以对象为核心，该方法认为程序由一系列对象组成。类是对现实世界的抽象，包括表示静态属性的数据和对数据的操作，对象是类的实例化。对象间通过消息传递相互通信，来模拟现实世界中不同实体间的联系。在面向对象的程序设计中，对象是组成程序的基本模块。

OOP=对象+类+继承+多态+消息，其中核心概念是类和对象。

2、OOP三大特征

面向对象编程的三大特性是封装性、继承性、多态性。

2.1封装性

封装是指将一个计算机系统中的数据以及与这个数据相关的一切操作语言组装到一起，一并封装在一个有机的实体中，把它们封装在一个“模块”中，也就是一个类中，为软件结构的相关部件所具有的模块性提供良好的基础。

2.2继承性

是面向对象技术中的另外一个重要特点，其主要指的是两种或者两种以上的类之间的联系与区别。继承，顾名思义，是后者延续前者的某些方面的特点，而在面向对象技术则是指一个对象针对于另一个对象的某些独有的特点、能力进行复制或者延续。

继承实现了 IS-A 关系，例如 Cat 和 Animal 就是一种 IS-A 关系，因此 Cat 可以继承自 Animal，从而获得 Animal非private的属性和方法。继承应该遵循里氏替换原则，子类对象必须能够替换掉所有父类对象。Cat 可以当做 Animal 来使用，也就是说可以使用 Animal 引用 Cat 对象。父类引用指向子类对象称为 向上转型 。代码如下：

Animal animal = new Cat();

2.3 多态性

从宏观的角度来讲，多态性是指在面向对象技术中，当不同的多个对象同时接收到同一个完全相同的消息之后，所表现出来的动作是各不相同的，具有多种形态；

多态分为编译时多态和运行时多态:

编译时多态主要指方法的重载
运行时多态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

运行时多态有三个条件:

继承
覆盖(重写)
向上转型

重写和重载的区别是什么，主要就如下几点区别：

1、定义不同：重载是定义相同的方法名、参数不同，重写是子类重写父类的方法

2、范围不同：重载是在一个类中，重写是子类与父类之间的

3、多态不同：重载是编译时的多态性，重写是运行时的多态性

4、参数不同：重载的参数个数、参数类型、参数的顺序可以不同，重写父类子方法参数必须相同

5、修饰不同：重载对修饰范围没有要求，重写要求重写方法的修饰范围大于被重写方法的修饰范围（public > protected > private）

3、OOP设计原则

3.1、单一职责原则(SRP)

定义：就一个类而言，应该仅有一个引起它变化的原因。

从这句定义我们很难理解它的含义，通俗讲就是我们不要让一个类承担过多的职责。如果一个类承担的职责过多，就等于把这些职责耦合在一起，一个职责的变化可能会削弱或者抑制这个类完成其他职责的能力。这种耦合会导致脆弱的设计，当变化发生时，设计会遭受到破坏。

单一职责原则是最简单的，也是最难达到的；

如果我们严格遵守单一职责原则，那么会导致我们的类非常多，通常情况下我们会做一些取舍，尽量做到让一个类的职责单一；

同样的，单一职责原则也适用于接口和方法，这样做不仅开发简单，后期维护也很轻松；

所以，对于单一职责，我们一般的做法是接口和方法遵守单一职责原则，类尽量做到；

3.2、开放封闭原则(ASD)

定义：类、模块、函数等等等应该是可以拓展的，但是不可修改。

开放封闭有两个含义，一个是对于拓展是开放的，另一个是对于修改是封闭的。对于开发来说需求肯定是要变化的，但是新需求一来，我们就要把类重新改一遍这显然是令人头疼的，所以我们设计程序时面对需求的改变要尽可能的保证相对的稳定，尽量用新代码实现拓展来修改需求，而不是通过修改原有的代码来实现。

假设我们要实现一个列表，一开始只有查询的功能，如果产品又要增加添加功能，过几天又要增加删除功能，大多数人的做法是写个方法然后通过传入不同的值来控制方法来实现不同的功能，但是如果又要新增功能我们还得修改我们的方法。用开发封闭原则解决就是增加一个抽象的功能类，让增加和删除和查询的作为这个抽象功能类的子类，这样如果我们再添加功能，你会发现我们不需要修改原有的类，只需要添加一个功能类的子类实现功能类的方法就可以了。

在六大原则中，开闭原则处于领袖地位，是总纲领，其他五个原则可以看成是实现开闭原则的途径；

3.3、里氏替换原则(LSP)

定义：所有引用基类（父类）的地方必须能透明地使用其子类的对象。

里氏代换原则告诉我们，在软件中将一个基类对象替换成它的子类对象，程序将不会产生任何错误和异常，反过来则不成立，如果一个软件实体使用的是一个子类对象的话，那么它不一定能够使用基类对象。

里氏代换原则是实现开闭原则的重要方式之一，由于使用基类对象的地方都可以使用子类对象，因此在程序中尽量使用基类类型来对对象进行定义，而在运行时再确定其子类类型，用子类对象来替换父类对象。

在使用里氏代换原则时需要注意如下几个问题：

子类的所有方法必须在父类中声明，或子类必须实现父类中声明的所有方法。根据里氏代换原则，为了保证系统的扩展性，在程序中通常使用父类来进行定义，如果一个方法只存在子类中，在父类中不提供相应的声明，则无法在以父类定义的对象中使用该方法。
如果子类覆写或者实现父类方法，则必须保证参数范围相同或者更宽松（比如，父类中参数是HashMap类型，子类覆写时参数类型可以为HashMap或者更宽松的Map）;子类覆写或者实现父类方法时，返回结果应该更小（比如，父类返回T，子类返回S，则要求S范围小于T）
我们在运用里氏代换原则时，尽量把父类设计为抽象类或者接口，让子类继承父类或实现父接口，并实现在父类中声明的方法，运行时，子类实例替换父类实例，我们可以很方便地扩展系统的功能，同时无须修改原有子类的代码，增加新的功能可以通过增加一个新的子类来实现。里氏代换原则是开闭原则的具体实现手段之一。
Java语言中，在编译阶段，Java编译器会检查一个程序是否符合里氏代换原则，这是一个与实现无关的、纯语法意义上的检查，但Java编译器的检查是有局限的。