Java不看后悔系列|面向对象编程|继承、封装、多态全覆盖

在Java编程语言中，面向对象编程（OOP）是一种重要的编程范式。它通过“对象”这一概念来帮助开发者更直观地理解和构建程序。面向对象编程的主要特征包括继承、封装和多态。本文将对这三个概念进行全面覆盖，并提供相应的代码示例。

1. 继承

继承是一种机制，允许一个类（子类）继承另一个类（父类）的属性和方法。通过继承，子类不仅可以重用父类的代码，还能扩展或修改父类的行为。这使得代码更加简洁和可维护。

示例代码：

// 父类
class Animal {
    void eat() {
        System.out.println("动物在吃饭");
    }
}

// 子类
class Dog extends Animal {
    void bark() {
        System.out.println("狗在叫");
    }
}

public class InheritanceExample {
    public static void main(String[] args) {
        Dog dog = new Dog();
        dog.eat(); // 调用父类方法
        dog.bark(); // 调用子类方法
    }
}

在上述代码中，Dog类继承自Animal类，因此它可以调用Animal类中的eat方法。同时，Dog类也可以定义自己的方法bark。

2. 封装

封装是把对象的状态（属性）和行为（方法）封装到一个类中，并通过访问修饰符（如private, public, protected）控制对对象内部状态的访问。封装可以提高代码的安全性和可维护性。

示例代码：

class Person {
    // 私有属性
    private String name;
    private int age;

    // 公有构造方法
    public Person(String name, int age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
    }

    // 公有 getter 方法
    public String getName() {
        return name;
    }

    // 公有 setter 方法
    public void setAge(int age) {
        if (age > 0) {
            this.age = age;
        } else {
            System.out.println("年龄必须为正数");
        }
    }

    public int getAge() {
        return age;
    }
}

public class EncapsulationExample {
    public static void main(String[] args) {
        Person person = new Person("张三", 25);
        System.out.println("姓名: " + person.getName());
        person.setAge(30); // 更新年龄
        System.out.println("年龄: " + person.getAge());
    }
}

在此示例中，Person类的属性name和age是私有的，外部无法直接访问。我们通过公有的getter和setter方法来访问和修改这些私有属性，从而实现了封装。

3. 多态

多态是指同一方法在不同对象中可以表现出不同的行为。多态主要通过方法重载（同一个方法名，但参数不同）和方法覆盖（子类重写父类的方法）来实现。

示例代码：

class Animal {
    void makeSound() {
        System.out.println("动物在发出声音");
    }
}

class Cat extends Animal {
    void makeSound() {
        System.out.println("猫在叫");
    }
}

class Dog extends Animal {
    void makeSound() {
        System.out.println("狗在叫");
    }
}

public class PolymorphismExample {
    public static void main(String[] args) {
        Animal myAnimal = new Animal(); // Animal 类型
        Animal myCat = new Cat(); // Cat 类型
        Animal myDog = new Dog(); // Dog 类型

        myAnimal.makeSound(); // 输出：动物在发出声音
        myCat.makeSound(); // 输出：猫在叫
        myDog.makeSound(); // 输出：狗在叫
    }
}

在这个例子中，makeSound方法在不同的子类中都有不同的实现。当我们调用这个方法时，实际执行的是对象所属类的方法，示范了多态的特性。

总结

通过继承、封装和多态，Java作为一种面向对象的编程语言，极大地提高了代码的复用性、可维护性和灵活性。掌握这三大特性对于提高编程能力和开发效率至关重要。希望本篇文章能帮助你更好地理解 Java 的面向对象编程。