Java面向对象三大特征：封装、继承、多态

最新推荐文章于 2023-11-28 09:30:34 发布

转载最新推荐文章于 2023-11-28 09:30:34 发布 · 932 阅读

java 专栏收录该内容

40 篇文章

订阅专栏

本文深入浅出地介绍了Java语言的三大核心特性：封装、继承和多态。详细解释了每个特性的概念、作用及应用场景，并通过生动的例子帮助理解。

一、封装

封装这个词听起来好象是将什么东西包裹起来不要别人看见一样，就好象是把东西装进箱子里面，这样别人就不知道箱子里面装的是什么东西了。其实 JAVA 中的封装这个概念也就和这个是差不多的意思。封装是 JAVA 面向对象特点的表现，封装是一种信息隐蔽技术。它有两个含义：

即把对象的全部属性和全部服务结合在一起，形成一个不可分割的独立单位；
尽可能隐藏对象的内部结构。

也就是说，如果我们使用了封装技术的话，别人就只能用我们做出来的东西而看不见我们做的这个东西的内部结构了。

1.1、封装的功能

隐藏对象的实现细节
迫使用户去使用一个界面访问数据
使代码更好维护

封装迫使用户通过方法访问数据，从而能保护对象的数据不被误修改，还能使对象的重用变得更简单。数据隐藏通常指的就是封装。它将对象的外部界面与对象的实现区分开来，隐藏实现细节。迫使用户去使用外部界面，即使实现细节改变，还可通过界面承担其功能而保留原样，确保调用它的代码还继续工作。封装使代码维护更简单。

可以举个非常形象的例子：比如一台电冰箱，你知道上面按钮的作用，会操作按钮达到自己的目标就行，你不用去管它到底是怎么实现的。可能你按一下电源开头，电冰箱就开始工作了，在你看来这是一个很简单的动作，但对于内部细节来说，可能要先检测是否漏电、电压是否正常、雪种是否充足，然后才开始打开各个开头。当然实际的细节可能会更复杂。这也就是为什么用户不需要知道内部细节，而只需掌握一个开头的开启就够了。回想一下，咱们上面说的封装不就是这个意思吗？

二、继承

2.1、is a 关系——子对象

在面向对象世界里面，常常要创建某对象（如：一个职员对象），然后需要一个该基本对象的更专业化的版本，比如，可能需要一个经理的对象。显然经理实际上是一个职员，经理和职员具有 is a 的关系，经理只是一个带有附加特征的职员（经理也是一个职员）。因此，需要有一种办法从现有对象来创建一个新对象。这个方式就是继承。

“继承”是面向对象软件技术当中的一个概念。如果一个对象 A 继承自另一个对象 B，就把这个 A 称为"B 的子对象"，而把 B 称为"A 的父对象"。继承可以使得子对象具有父对象的各种属性和方法，而不需要再次编写相同的代码（这样可以达到代码重复利用的目的）。子对象继承父对象的同时，可以重新定义某些属性，并重写某些方法，即覆盖父对象的原有属性和方法，使其获得与父对象不同的功能。直白点说就是子类可以复用父类的方法和属性，也可以自己再定义，这是非常灵活的。

继承后的基本运行顺序：初始化子类必须要先初始化它的父类（虚拟机自动完成，不需要人工干预），因为在子类的构造方法中会隐含的调用父类的构造方法；（当然你也可以手动地调用super();）
单继承性：一个类只能继承一个父类，它不能同时继承两个父类。
构造方法不能被继承
关键字super：可以被子类用来引用自己的父类，比如父类的方法或属性都是可以访问的。子类通过super访问的方法或属性不一定非得在它的父类中定义，也可以是它父类的父类，它是具有追溯性的，一直向上查询直到找到为止。

2.2、方法的覆盖

在父子类中如果子类的某个方法和父类一样，这里的一样指的是方法名称、参数列表、返回类型和父类中一样，那这个子类中的方法就是覆盖方法。

到底运行哪一个方法？

<span style="font-size: 16px;">父类 b = new 子类();
b.getT1();</span>

在上面的代码中，你觉得b调用的是父类的getT1()方法还是子类中的getT1()方法，是不是很难想明白呢？

事实上你得到的是与变量运行时相关的行为，而不是与变量编译时类型相关的行为。这是面向对象一个很重要的特征，它也是多态性的一个特征，并通常被称作虚拟方法调用或者动态绑定或者后期绑定。你只要记住编译时看数据类型，运行时就看实际的对象类型，一句话，new谁就调用谁的方法。

方法覆盖的原则

返回类型、方法名称、参数列表必须与它所覆盖的方法相同；
覆盖方法不能比它覆盖的方法的访问性差（访问权限不允许缩小）；
覆盖方法不能比它覆盖的方法抛出更多的异常。

2.3、方法的重载

在同一个方法中（包含父类），如果出现了方法名称相同，而参数列表不同的情况就叫做重载。其中参数列表的类型、顺序、个数必须不同，方法的返回类型可以相同也可以不相同，方法名称必须相同。

和类的成员方法一样，构造方法可以被重载。例如

Java代码 

<span style="font-size: 16px;">public class A  

{  

    public A()  

    {  

        //无参的构造方法  

    }  

    public A(int i)  

    {  

        //有参的构造方法  

    }  

}</span>

三、多态

同一行为的多种不同表达，或者同一行为的多种不同实现就叫做多态。还是用刚才经理和职员这个例子来举例：人事部门需要对公司所有职员统一制作胸卡（一般也就是门禁卡，进出公司证明身份使用），制作的师傅说，只要告诉我一个人员的信息，就可以制作出一份胸卡，简化一下就是：一位职员的信息对应一份胸卡。这个时候，对胸卡制作的师傅而言，所有的人都是职员，无谓是经理还是普通职员。也就是说，对于传递职员信息这样一个行为，存在多种不同的实现，既可以传递经理的信息，也可以传递普通职员的信息。这就是多态的表现。

再举一个例子：比如我们说“笔”这个对象，它就有很多不同的表达或实现，比如有钢笔、铅笔、圆珠笔等等。那么我说“请给我一支笔” ，你给我钢笔、铅笔或者圆珠笔都可以，这里的“笔”这个对象就具备多态。

注意：方法是没有多态一说的，严格的说多态是类的特性。但是也有对方法说多态的，比如上面讲到的方法的覆盖称为动态多态，方法的重载称为静态多态。

3.1、多态与类型

一个对象只有一个格式，是在构造它的时候指定的。但既然变量能够指向不同格式的对象，那么变量就是多态性的。也就是说一个对象只有一种形式，但一个变量却有多种不同的形式。Java实际上允许父类类型的引用变量指向一个子类的对象。例如：

Java代码 

<span style="font-size: 16px;">Employee e = new Manager();</span>  

编译器会认为e变量是一个Employee，而不是一个Manager，所以用e.department = "tool";（非法的编译时会报错），为什么呢？因为在编译的时候，变量e是一个Employee类型，编译器并不会去管运行时e所指向的具体对象是一个Manager还是Employee类型。那如果就是想访问怎么办呢？简单，强制类型转换即可：

Java代码 

<span style="font-size: 16px;">Employee e = new Manager();  

Manager m = (Manager)e;  

m.department = "开发部"; //这就合法了，编译器也不会报错了。</span>

3.2、instanceOf运算符

用来判断某个实例变量是否属性某个类的类型

Java代码 

<span style="font-size: 16px;">if (a instanceOf b)  

{  

    System.out.println("true");  

}  

else  

{  

    System.out.println("false");  

}</span>