淺談Java面向對象程序設計

張皓焱 鄭州大學國際學院

引言

隨著各類軟件系統的廣泛應用，基于Java編程語言的系統生態也在不斷地發展壯大。目前，基于Java程序開發的大型系統軟件以及移動應用已經占據了互聯網的半壁江山。包括企業級管理應用軟件、主流Web網站建設以及Android移動應用軟件中，都能見到Java發揮關鍵作用的身影。作為經典且強大的面向對象語言之一，Java基于類與對象的思想，在實踐應用中展現了很好的封裝性、繼承性和多態性。與此同時，Java在實際的面向對象程序設計過程中也通過自身特有的方式為開發者提供了良好的開發提高，從而在實現開發效率提高的基礎上，還為應用軟件的質量提供了良好的技術支持。

1 Java語言及面向對象概述

Java語言的應用十分廣泛，關鍵在于Java語言本身強大的功能和特性。無論是在網站建設、企業級管理軟件、工業級交易系統中，還是在移動互聯網應用和嵌入式應用中，Java都占據著重要且關鍵的位置。作為構建大型復雜系統的利器，Java已經在工程實踐中實現了連續多年的統治級表現。在新技術和新需求層出不窮的今天，Java面對著新環境中出現的全新問題，也展現除了日趨提升的強大適應能力。作為面向對象語言的代表，Java的持久性成功表明了面向對象思想之強大能夠經歷各種現實問題的考驗，從而實現復雜的現實需求和業務邏輯。

實際上，早期的程序設計主要基于面向過程，即是將需要解決的問題分解為需要解決的各個步驟，隨即通過程序按部就班地完成相應的步驟。換言之，流程化是面向過程的主要設計思路之一。而面向對象在設計時的初衷則與之不同，面向對象更注重模型化、抽象化的設計思路。面向對象的設計方案是，將涉及業務的所有主體和對象先抽象成類，類中包含了主體的特征和操作。其中，主體的特征和操作分別對應著類中的屬性和方法。作為類的實例，對象自然也具有相對應的，但具備自身特性的屬性和方法實例。因此，面向對象的基礎實際上是類和對象。而其中的面向對象特性，包括封裝性、繼承性和多態性都是在類和對象的相互關系以及特征表現的基礎上實現的。實際上，面向對象依然是對面向過程的一種升級和創新。

總之，在主流和生態的角度上看，面向對象程序設計是應用最廣，即最流行的。因為，它更符合人類的思考習慣并能夠很好地將復雜的問題簡單化。綜上所述，Java語言通過面向對象的方法和特性實現了自身業務能力的不斷發展，在使得現實需求得到充分滿足的基礎上，也發展充實了面向對象程序設計的解決方案和經驗理論。

2 Java面向對象特性與內容

在面向對象特性方面，Java有著一套成熟的解決方案。要了解這套解決方案，首先需要明曉其中的主要概念和關鍵特性。

作為面向對象最基礎的概念，類是對現實世界對象的一種抽象和提煉。而對象對應的則是現實世界或業務邏輯中真實存在的具體個體及其內容。簡言之，現實業務邏輯中的每個實體都對應著一個對象，而類是對同一類對象做的抽象化描述。在特點方面，對象包括了屬性和方法，分別對應著現實世界中的實體特征或狀態和實體動作或操作。對象具有唯一性，并且每一個實體都可形成對象，而且對象的狀態是動態可變的。

在明確類和對象的基礎概念以及相互關系之后，對于面向對象程序設計的理解將會更加容易且輕松。這是因為封裝性、繼承性和多態性不僅本身相互存在一定的依賴，它們的實現還需要基于類之間或者說和對象之間的關系進行描述和呈現。

封裝是在程序設計中十分常見的一種思想。因此，面向對象中的封裝性也和自然地成為了最基礎的特性之一。封裝的本質思想實際上是在不影響業務邏輯實現的基礎上，通過隱藏無關細節來保障數據和對象安全的一種程序設計方法。具體的方法就是將對象內部的內部變量進行私有化，而通過方法訪問的方式，使得外部主體在不直接接觸對象內部數據的情況下，完成需要實現的操作。

繼承是為了響應現實中的實體關系而設計出的類和對象關系。通俗地講，為了描述不同類之間的承接關系，繼承性通過實現子類繼承父類數據結構的方法來完成子類對父類的繼承或綁定關系。比例來說，若將“人”作為一個類，那么“學生”和“教師”這兩個類雖然代表著不同的一類對象，但是他們都應當繼承自“人”這個類。需要特別指出的是，Java中并不支持多繼承。也就是說，Java不支持一個子類繼承了不止一個父類。但是由于現實業務中會存在需要應用到多繼承的情況，因此Java使用implements關鍵字來解決上述問題。

多態性實際上分為靜態多態和動態多態兩種情況，分別對應著不同的場景。其中，靜態多態性指的是類對于方法的重載。方法的重載意味著方法的命名相同，但是參數不能相同。靜態重載也稱為編譯時多態，而動態多態性又稱為運行時多態。動態多態通過子類重寫父類方法來實現，因此運行時多態也要求存在繼承關系。通過重寫父類方法，相同的方法會在不同的子類中呈現出不同的表現形式。與此同時，通過這種方式，父類的引用可以指引子類對象。與此同時，這種關系只有在運行時才得以顯現。換言之，運行時才動態決定執行哪個方法，因此這種特性又稱為運行時多態。總之，動態多態性需要具備繼承關系，方法重寫以及父類引用指向子類對象的條件。綜上所述，多態性實現了代碼的靈活調用，不僅可以通過傳入不同參數實現不同的方法操作，還可以對所有類的對象進行通用處理，從而實現代碼的擴展性。

總而言之，封裝性實現了對于對象內容的封裝，繼承性描述了類與類之間的從屬關系，實現了數據結構的繼承，而多態性通過重載和重寫的方式擴展了代碼的靈活性和統一性。

3 Java面向對象操作實例

在Java中，創建一個對象十分簡單，只需要通過new關鍵字即可完成。例如我們想要創建一個學生類的對象實例，只需要new Student()即可。其中括號中可以傳入構造方法對象的參數，若需要將當前對象保存，應當使用引用來存儲。因此，完整的語句應當是“Student stu = new Student()；”其中stu是自定義的變量。

封裝是通過隱藏局部變量的細節，通過公共方法暴露信息來保護初始數據變量的方法。為此，可以在局部變量之前加上訪問修飾符private，隨后編寫響應的公共訪問方法，比如get或set方法。以Student類中的姓名變量為例，完整的代碼應當是：”private String name；”、“public String getName(){return name}；”。

繼承的實現方法則比較簡單，只需要在子類創建時加上extends關鍵詞。比如Student繼承自Person類，那么代碼應當是“public class Student extends Person{}”。而implements的方法是為了實現接口，它的實現方法是在實現的接口或抽象類前加上implements關鍵字。

多態的實現方法主要分為兩個，對于方法重載來說，只需要主體方法命名相同但參數不相同即可，比如方法1“func(String name)”和方法1“func(String name，int age)”，其中的方法 2 就實現了對方法1的重載。而重寫指的是子類重寫父類方法，比如父類方法“public String say(){return “我是一個人”}”以及子類方法“public String say(){return “我是一個學生”}”。此時，若我們通過父類指引子類對象，即“Person p = new Teacher()；”，那么該方法將會在運行時綁定子類方法，輸出結果應當為“我是一個老師”。

綜上所述，Java能夠完整全面地實現面向對象程序設計的核心思想，并依然保留著專屬于自身的思想，以此實現了Java在解決實際的復雜業務邏輯過程中表現出來的強大能力。