封装、继承、多态

封装、继承、多态 比较抽象,只是一种概念,刚开始学的时候无需太过于深究,如果要你一上来学JAVA就理解这些东西,有点牵强,你所要做的就是至少看到代码知道这个用到的是什么。 封装的概念好比一辆汽车,你学开车的时候只需学会诸如踩油门、刹车,转方向盘即可,无需去了解它的发动机是如何发动。 继承,先说说我对类的理解,类起到的作用有:分类(你所用某个类创建的对象实际上该类的个案)和模板的作用,那么继承则起到了对类再次分类的作用,比如,有个类“动物”,“哺乳动物”继承“动物”,再往下“马”又继承了“哺乳动物”这个类。在这里,我们从下往上讲,首先,我们把某种东西划分出来,叫做“马”(当然还有“牛”,“鱼”等等),接着,我们发现,“马”,“羊”等还有很多共同的特点,于是,我们再次划分出了“哺乳动物”这个类,再次分类,我们则有了“动物”。但在实际开发中,我们一般是从上往下定义的,即先有了“动物”,再有“哺乳动物”,最后有“马”。 多态,正如上面朋友所说一重写,二重载。用汉字来打个比方,比如“开”这个字,在不同的时候各有的意思,比如“开门”,“开窗”,甚至有“开车”,“开饭”等,具有相同名称但操作不同。具体的实现我就不累述了。 说说接口吧,在JAVA不支持多继承的,实际上接口起到了类似多继承的作用,一个类只能继承另一个类(或抽象类)但可以实现多个接口。打个比方,“张三”,他是一个“人”,因此他继承了“人”;与此同时,他是一个“司机”,他的平时行为还有“开车”,很显然,这并不能从“人”这个类里继承下来。怎么办?JAVA里只支持单继承,这个时候,接口就起到了作用,它定义了“司机”这个接口,“张三”实现了它,因此,他会开车了。
### 封装继承多态的概念及其用法 #### 1. 封装 封装是一种将数据(属性)和操作数据的方法绑定在一起的机制,同时隐藏对象的内部实现细节[^1]。通过封装,对象的外部只能通过公开的接口与对象交互,而无法直接访问其内部状态。这种设计可以保护对象的数据不被外部代码随意修改。 以下是封装的一个简单示例: ```cpp class Person { private: std::string name; int age; public: // 设置名称 void setName(const std::string& newName) { name = newName; } // 获取名称 std::string getName() const { return name; } // 设置年龄 void setAge(int newAge) { if (newAge > 0 && newAge < 120) { age = newAge; } else { std::cout << "Invalid age!" << std::endl; } } // 获取年龄 int getAge() const { return age; } }; ``` 在这个例子中,`name` 和 `age` 是私有成员变量,不能直接从类外部访问。取而代之的是提供公共方法(如 `setName` 和 `getName`)来间接访问和修改它们[^1]。 #### 2. 继承 继承是面向对象编程中的一个重要特性,允许一个类(子类)继承另一个类(父类)的属性和方法[^2]。通过继承,子类可以重用父类的代码,同时还可以扩展或修改父类的行为。 继承的基本形式如下: - 子类继承父类的所有非私有成员。 - 子类可以添加新的成员或覆盖父类的成员。 - 使用 `super` 或 `this` 关键字可以显式访问父类的成员[^3]。 以下是一个继承的例子: ```cpp class Animal { public: void eat() { std::cout << "This animal is eating." << std::endl; } }; class Dog : public Animal { public: void bark() { std::cout << "The dog is barking." << std::endl; } }; int main() { Dog myDog; myDog.eat(); // 调用从父类继承的方法 myDog.bark(); // 调用子类自己的方法 return 0; } ``` 在这个例子中,`Dog` 类继承了 `Animal` 类的 `eat` 方法,并且还定义了自己的 `bark` 方法[^2]。 #### 3. 多态 多态是指同一个接口可以表示不同的类型或行为的能力。多态的主要作用是解决程序中函数重载的问题,允许将父对象设置为与其一个或多个子对象相等的技术,从而根据当前赋值给它的子对象的特性以不同的方式运作。 多态通常通过虚函数(virtual function)实现。虚函数允许在基类中声明一个函数,并在派生类中重新定义它。当通过基类指针或引用调用虚函数时,实际调用的是派生类中定义的版本。 以下是一个多态的例子: ```cpp class Shape { public: virtual void draw() { std::cout << "Drawing a generic shape." << std::endl; } virtual ~Shape() {} // 虚析构函数确保正确释放内存 }; class Circle : public Shape { public: void draw() override { std::cout << "Drawing a circle." << std::endl; } }; class Rectangle : public Shape { public: void draw() override { std::cout << "Drawing a rectangle." << std::endl; } }; void drawShape(Shape* shape) { shape->draw(); } int main() { Circle circle; Rectangle rectangle; drawShape(&circle); // 输出: Drawing a circle. drawShape(&rectangle); // 输出: Drawing a rectangle. return 0; } ``` 在这个例子中,`Shape` 是一个基类,`Circle` 和 `Rectangle` 是派生类。通过基类指针调用 `draw` 方法时,实际调用的是派生类中定义的版本,这体现了多态的特性。 #### 4. 面向对象编程概念 面向对象编程(OOP)是一种以对象为中心的编程范式,强调将数据和操作数据的逻辑封装在一起。OOP 的核心思想包括封装继承多态,这些特性共同支持代码的可重用性、可扩展性和可维护性[^2]。 封装提供了数据的保护,确保对象的状态只能通过公共接口访问。继承允许类之间的层次结构,促进代码重用和逻辑分类。多态通过共享接口使得不同类型的对象可以被统一处理,增强了程序的灵活性[^1]。 --- ###
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