Java面向?qū)ο缶幊痰娜筇匦?/h1>
2020-01-18 05:51:56岳青玲
電子技術(shù)與軟件工程 2019年24期 關(guān)鍵詞：方法
文/岳青玲
面向?qū)ο笫钱?dāng)前Java和C#等主流編程語(yǔ)言共同的特點(diǎn)。面向?qū)ο蟠嬖谲浖_(kāi)發(fā)過(guò)程中的每個(gè)階段。其中包含了面向?qū)ο蠓治觯∣OA）、面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)（OOD）和面向?qū)ο缶幊蹋∣OP），上述幾個(gè)方面形成了完整的軟件工程核心理論、方法以及工具。在學(xué)習(xí)Java的過(guò)程中，首先接觸的就是相關(guān)的基本概念，經(jīng)過(guò)此模塊的系統(tǒng)學(xué)習(xí)后，我們可以正確的認(rèn)知對(duì)象并進(jìn)行使用，在面向?qū)ο蟮膶W(xué)習(xí)過(guò)程中有很大的推進(jìn)作用。本文對(duì)Java的三大特性：封裝、繼承、多態(tài)進(jìn)行詳細(xì)的解釋和舉例，對(duì)理解學(xué)習(xí)面向?qū)ο笏枷牒秃罄m(xù)的學(xué)習(xí)有較大的幫助。
1 Java封裝
1.1 封裝的概念
面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)方法的第一大特性--封裝，該特性是指把抽象的函數(shù)接口的具體實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)當(dāng)作一個(gè)包，將其包裝并且隱藏起來(lái)。
（1）定義：將對(duì)象的屬性和具體細(xì)節(jié)打包隱藏，對(duì)外使用時(shí)只能看到相應(yīng)的接口，來(lái)執(zhí)行對(duì)屬性的可讀及修改的訪問(wèn)權(quán)限。
（2）目的：增加程序的安全級(jí)別，降低后續(xù)的編程復(fù)雜度，程序的使用者不需要了解實(shí)現(xiàn)的細(xì)節(jié)，只需要了解它的外部接口，來(lái)進(jìn)行對(duì)該類(lèi)的使用。
（3）基本要求：將屬性進(jìn)行私有化操作，對(duì)每個(gè)屬性創(chuàng)建set和get方法，如果這里存在一個(gè)帶參數(shù)的構(gòu)造函數(shù)，以此同時(shí)就必須存在一個(gè)不帶參數(shù)的構(gòu)造函數(shù)。在后續(xù)的開(kāi)發(fā)階段需要對(duì)已經(jīng)存在的類(lèi)測(cè)試，因此有時(shí)還需要寫(xiě)toString方法，雖然不是強(qiáng)制的。
1.2 封裝的優(yōu)點(diǎn)
（1）優(yōu)秀的封裝使用可以低耦合。
（2）類(lèi)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)可以根據(jù)實(shí)際需求進(jìn)行更改。
（3）對(duì)成員變量的調(diào)控變得更精準(zhǔn)。
（4）隱藏不需要外部了解的細(xì)節(jié)。
1.3 實(shí)現(xiàn)Java封裝的步驟
修改屬性的可見(jiàn)性來(lái)限制對(duì)屬性的訪問(wèn)（一般限制為private），例如：
public class Someone {
private String name;
private String gender;}
上述例子，把 name 和 gender屬性設(shè)定為private，只有該類(lèi)才可以執(zhí)行此方法，因此可以認(rèn)定把細(xì)節(jié)模糊處理。
表1：類(lèi)成員修飾符與訪問(wèn)能力之間的關(guān)系（類(lèi)成員訪問(wèn)權(quán)限）
表2：繼承和權(quán)限
其次，再將上述方法中的值都封裝起來(lái)，并設(shè)置為一個(gè)方法，外部如果想使用該值時(shí)，可以用過(guò)調(diào)用該方法來(lái)使用其中的值，這樣做可以對(duì)一些私有屬性進(jìn)行訪問(wèn)。
2 繼承
2.1 目的
實(shí)現(xiàn)代碼的復(fù)用。
2.2 介紹
兩個(gè)類(lèi)存在同樣的屬性和同樣的方法名稱(chēng)時(shí)，可以把兩個(gè)類(lèi)中共同的部分提取出來(lái)，新建類(lèi)為父類(lèi)，之前的兩個(gè)類(lèi)來(lái)繼承這個(gè)類(lèi)進(jìn)而使用方法。進(jìn)行繼承操作后，子類(lèi)自動(dòng)擁有了父類(lèi)的屬性和詳細(xì)方法，但是父類(lèi)存在private的屬性和方法，子類(lèi)不能夠繼承。除此之外，子類(lèi)可以再次編寫(xiě)自己特有的屬性和方法，目的就為了后續(xù)開(kāi)發(fā)過(guò)程中功能的擴(kuò)展，子類(lèi)也可以復(fù)寫(xiě)方法。如表1、表2所示。
繼承是面向?qū)ο笞铒@著的一個(gè)特性。繼承是從已有的類(lèi)中派生出新的類(lèi)，新的類(lèi)能吸收已有類(lèi)的數(shù)據(jù)屬性和行為，并能擴(kuò)展新的能力。
在Java之中，實(shí)現(xiàn)繼承，可以參考以下例子：
class 子類(lèi) extends 父類(lèi) {}
子類(lèi)可以叫繼承類(lèi)（派生類(lèi)）； 父類(lèi)可以叫超類(lèi)（Super Class）。
觀察繼承的基本實(shí)現(xiàn)：
運(yùn)行結(jié)果：類(lèi)別：哺乳動(dòng)物，數(shù)量：6
通過(guò)代碼可以發(fā)現(xiàn)，子類(lèi)（Student）并沒(méi)有定義任何的操作，而在主類(lèi)中所使用的全部操作都是由Person類(lèi)定義的，這證明：子類(lèi)即使不擴(kuò)充父類(lèi)，也能維持父類(lèi)的操作。
3 多態(tài)
3.1 概念
同樣的事物處理，使用的方法為同一個(gè)方法，方法中的參數(shù)也相同，但是最后表現(xiàn)的結(jié)果不同。
3.2 Java如果想實(shí)現(xiàn)多態(tài)必須存在以下幾個(gè)條件才可以成功實(shí)現(xiàn)
繼承：在多態(tài)的管理網(wǎng)中必須要有存在繼承關(guān)系的子類(lèi)和父類(lèi)。
重寫(xiě)：子類(lèi)會(huì)針對(duì)父類(lèi)中的一些特點(diǎn)方法進(jìn)行自定義，后續(xù)在使用這些方法時(shí)會(huì)調(diào)用子類(lèi)中重寫(xiě)的方法。
向上轉(zhuǎn)型：在多態(tài)當(dāng)中需要把子類(lèi)引用的對(duì)象賦值給到父類(lèi)，只有這樣做才能達(dá)到可以調(diào)用父類(lèi)、子類(lèi)方法的目的。
滿(mǎn)足了以上的幾個(gè)條件，我們可以在同一個(gè)繼承的結(jié)構(gòu)中使用統(tǒng)一邏輯代碼，進(jìn)而去處理不同類(lèi)別的對(duì)象，進(jìn)而達(dá)到執(zhí)行不同方法的目的。
3.3 多態(tài)的實(shí)現(xiàn)方式
3.3.1 基于繼承實(shí)現(xiàn)的多態(tài)
基于繼承來(lái)實(shí)現(xiàn)多態(tài)，該方法主要表現(xiàn)在父類(lèi)和繼承該父類(lèi)的不同子類(lèi)對(duì)這些方法進(jìn)行重寫(xiě)，多個(gè)子類(lèi)進(jìn)行重寫(xiě)，后續(xù)調(diào)用時(shí)可以執(zhí)行不同的行為。
3.3.2 基于接口實(shí)現(xiàn)的多態(tài)
繼承是通過(guò)重新編寫(xiě)父類(lèi)的同一個(gè)方法中的不同的子類(lèi)來(lái)實(shí)現(xiàn)的，如果這樣做的話就是覆蓋接口來(lái)實(shí)現(xiàn)多態(tài)。
4 Java三大特性總結(jié)
4.1 封裝的優(yōu)點(diǎn)
（1）提高了安全性，防止一些誤操作。
（2）提高了復(fù)用性，封裝之后便于調(diào)用。
（3）信息隱藏，隱藏了實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)。
4.2 繼承的優(yōu)點(diǎn)
（1）繼承可提高代碼的復(fù)用性。
（2）繼承可提高代碼的穩(wěn)定性。
（3）繼承讓類(lèi)與類(lèi)之間產(chǎn)生關(guān)系，是多態(tài)的前提。
4.3 多態(tài)性?xún)?yōu)點(diǎn)
（1）提高了代碼的維護(hù)性（繼承保證）。
（2）提高了代碼的擴(kuò)展性（由多態(tài)保證）。
封裝-＞繼承-＞多態(tài)這不單單是三個(gè)名詞的簡(jiǎn)單羅列，更是一步步遞進(jìn)的關(guān)系。對(duì)于面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)，封裝是基礎(chǔ)，繼承是多態(tài)的前提條件，三者邏輯順序不可顛倒。
5 結(jié)論
通過(guò)上述可以理解面向?qū)ο蟮闹行乃枷刖褪钦_的理解對(duì)象的概念，還有對(duì)象到類(lèi)、類(lèi)到接口等過(guò)程。面向?qū)ο箝_(kāi)發(fā)思想的三大特性包括封裝、繼承與多態(tài)，Java的三大特性在初次學(xué)習(xí)和后續(xù)開(kāi)發(fā)階段，這些特性都是與開(kāi)發(fā)息息相關(guān)的，在分析設(shè)計(jì)類(lèi)的過(guò)程中讓代碼之間變得低耦合、高內(nèi)聚，進(jìn)而提升代碼的復(fù)用性。
Java程序在執(zhí)行過(guò)程中，正確的認(rèn)知對(duì)象的整個(gè)聲明周期和后續(xù)在實(shí)際的開(kāi)發(fā)過(guò)程中正確的使用它們，是在編寫(xiě)的效率方面有極大幫助的。因此從理解對(duì)象的概念、學(xué)習(xí)對(duì)象的使用為起點(diǎn)，后續(xù)進(jìn)行面向?qū)ο蟮姆治觥㈤_(kāi)發(fā)過(guò)程，在實(shí)踐過(guò)程中才能更迅速的提高對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的分析、設(shè)計(jì)能力。
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1.1 封裝的概念
面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)方法的第一大特性--封裝，該特性是指把抽象的函數(shù)接口的具體實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)當(dāng)作一個(gè)包，將其包裝并且隱藏起來(lái)。
（1）定義：將對(duì)象的屬性和具體細(xì)節(jié)打包隱藏，對(duì)外使用時(shí)只能看到相應(yīng)的接口，來(lái)執(zhí)行對(duì)屬性的可讀及修改的訪問(wèn)權(quán)限。
（2）目的：增加程序的安全級(jí)別，降低后續(xù)的編程復(fù)雜度，程序的使用者不需要了解實(shí)現(xiàn)的細(xì)節(jié)，只需要了解它的外部接口，來(lái)進(jìn)行對(duì)該類(lèi)的使用。
（3）基本要求：將屬性進(jìn)行私有化操作，對(duì)每個(gè)屬性創(chuàng)建set和get方法，如果這里存在一個(gè)帶參數(shù)的構(gòu)造函數(shù)，以此同時(shí)就必須存在一個(gè)不帶參數(shù)的構(gòu)造函數(shù)。在后續(xù)的開(kāi)發(fā)階段需要對(duì)已經(jīng)存在的類(lèi)測(cè)試，因此有時(shí)還需要寫(xiě)toString方法，雖然不是強(qiáng)制的。
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（1）優(yōu)秀的封裝使用可以低耦合。
（2）類(lèi)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)可以根據(jù)實(shí)際需求進(jìn)行更改。
（3）對(duì)成員變量的調(diào)控變得更精準(zhǔn)。
（4）隱藏不需要外部了解的細(xì)節(jié)。
1.3 實(shí)現(xiàn)Java封裝的步驟
修改屬性的可見(jiàn)性來(lái)限制對(duì)屬性的訪問(wèn)（一般限制為private），例如：
public class Someone {
private String name;
private String gender;}
上述例子，把 name 和 gender屬性設(shè)定為private，只有該類(lèi)才可以執(zhí)行此方法，因此可以認(rèn)定把細(xì)節(jié)模糊處理。
表1：類(lèi)成員修飾符與訪問(wèn)能力之間的關(guān)系（類(lèi)成員訪問(wèn)權(quán)限）
表2：繼承和權(quán)限
其次，再將上述方法中的值都封裝起來(lái)，并設(shè)置為一個(gè)方法，外部如果想使用該值時(shí)，可以用過(guò)調(diào)用該方法來(lái)使用其中的值，這樣做可以對(duì)一些私有屬性進(jìn)行訪問(wèn)。
2 繼承
2.1 目的
實(shí)現(xiàn)代碼的復(fù)用。
2.2 介紹
兩個(gè)類(lèi)存在同樣的屬性和同樣的方法名稱(chēng)時(shí)，可以把兩個(gè)類(lèi)中共同的部分提取出來(lái)，新建類(lèi)為父類(lèi)，之前的兩個(gè)類(lèi)來(lái)繼承這個(gè)類(lèi)進(jìn)而使用方法。進(jìn)行繼承操作后，子類(lèi)自動(dòng)擁有了父類(lèi)的屬性和詳細(xì)方法，但是父類(lèi)存在private的屬性和方法，子類(lèi)不能夠繼承。除此之外，子類(lèi)可以再次編寫(xiě)自己特有的屬性和方法，目的就為了后續(xù)開(kāi)發(fā)過(guò)程中功能的擴(kuò)展，子類(lèi)也可以復(fù)寫(xiě)方法。如表1、表2所示。
繼承是面向?qū)ο笞铒@著的一個(gè)特性。繼承是從已有的類(lèi)中派生出新的類(lèi)，新的類(lèi)能吸收已有類(lèi)的數(shù)據(jù)屬性和行為，并能擴(kuò)展新的能力。
在Java之中，實(shí)現(xiàn)繼承，可以參考以下例子：
class 子類(lèi) extends 父類(lèi) {}
子類(lèi)可以叫繼承類(lèi)（派生類(lèi)）； 父類(lèi)可以叫超類(lèi)（Super Class）。
觀察繼承的基本實(shí)現(xiàn)：
運(yùn)行結(jié)果：類(lèi)別：哺乳動(dòng)物，數(shù)量：6
通過(guò)代碼可以發(fā)現(xiàn)，子類(lèi)（Student）并沒(méi)有定義任何的操作，而在主類(lèi)中所使用的全部操作都是由Person類(lèi)定義的，這證明：子類(lèi)即使不擴(kuò)充父類(lèi)，也能維持父類(lèi)的操作。
3 多態(tài)
3.1 概念
同樣的事物處理，使用的方法為同一個(gè)方法，方法中的參數(shù)也相同，但是最后表現(xiàn)的結(jié)果不同。
3.2 Java如果想實(shí)現(xiàn)多態(tài)必須存在以下幾個(gè)條件才可以成功實(shí)現(xiàn)
繼承：在多態(tài)的管理網(wǎng)中必須要有存在繼承關(guān)系的子類(lèi)和父類(lèi)。
重寫(xiě)：子類(lèi)會(huì)針對(duì)父類(lèi)中的一些特點(diǎn)方法進(jìn)行自定義，后續(xù)在使用這些方法時(shí)會(huì)調(diào)用子類(lèi)中重寫(xiě)的方法。
向上轉(zhuǎn)型：在多態(tài)當(dāng)中需要把子類(lèi)引用的對(duì)象賦值給到父類(lèi)，只有這樣做才能達(dá)到可以調(diào)用父類(lèi)、子類(lèi)方法的目的。
滿(mǎn)足了以上的幾個(gè)條件，我們可以在同一個(gè)繼承的結(jié)構(gòu)中使用統(tǒng)一邏輯代碼，進(jìn)而去處理不同類(lèi)別的對(duì)象，進(jìn)而達(dá)到執(zhí)行不同方法的目的。
3.3 多態(tài)的實(shí)現(xiàn)方式
3.3.1 基于繼承實(shí)現(xiàn)的多態(tài)
基于繼承來(lái)實(shí)現(xiàn)多態(tài)，該方法主要表現(xiàn)在父類(lèi)和繼承該父類(lèi)的不同子類(lèi)對(duì)這些方法進(jìn)行重寫(xiě)，多個(gè)子類(lèi)進(jìn)行重寫(xiě)，后續(xù)調(diào)用時(shí)可以執(zhí)行不同的行為。
3.3.2 基于接口實(shí)現(xiàn)的多態(tài)
繼承是通過(guò)重新編寫(xiě)父類(lèi)的同一個(gè)方法中的不同的子類(lèi)來(lái)實(shí)現(xiàn)的，如果這樣做的話就是覆蓋接口來(lái)實(shí)現(xiàn)多態(tài)。
4 Java三大特性總結(jié)
4.1 封裝的優(yōu)點(diǎn)
（1）提高了安全性，防止一些誤操作。
（2）提高了復(fù)用性，封裝之后便于調(diào)用。
（3）信息隱藏，隱藏了實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)。
4.2 繼承的優(yōu)點(diǎn)
（1）繼承可提高代碼的復(fù)用性。
（2）繼承可提高代碼的穩(wěn)定性。
（3）繼承讓類(lèi)與類(lèi)之間產(chǎn)生關(guān)系，是多態(tài)的前提。
4.3 多態(tài)性?xún)?yōu)點(diǎn)
（1）提高了代碼的維護(hù)性（繼承保證）。
（2）提高了代碼的擴(kuò)展性（由多態(tài)保證）。
封裝-＞繼承-＞多態(tài)這不單單是三個(gè)名詞的簡(jiǎn)單羅列，更是一步步遞進(jìn)的關(guān)系。對(duì)于面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)，封裝是基礎(chǔ)，繼承是多態(tài)的前提條件，三者邏輯順序不可顛倒。
5 結(jié)論
通過(guò)上述可以理解面向?qū)ο蟮闹行乃枷刖褪钦_的理解對(duì)象的概念，還有對(duì)象到類(lèi)、類(lèi)到接口等過(guò)程。面向?qū)ο箝_(kāi)發(fā)思想的三大特性包括封裝、繼承與多態(tài)，Java的三大特性在初次學(xué)習(xí)和后續(xù)開(kāi)發(fā)階段，這些特性都是與開(kāi)發(fā)息息相關(guān)的，在分析設(shè)計(jì)類(lèi)的過(guò)程中讓代碼之間變得低耦合、高內(nèi)聚，進(jìn)而提升代碼的復(fù)用性。
Java程序在執(zhí)行過(guò)程中，正確的認(rèn)知對(duì)象的整個(gè)聲明周期和后續(xù)在實(shí)際的開(kāi)發(fā)過(guò)程中正確的使用它們，是在編寫(xiě)的效率方面有極大幫助的。因此從理解對(duì)象的概念、學(xué)習(xí)對(duì)象的使用為起點(diǎn)，后續(xù)進(jìn)行面向?qū)ο蟮姆治觥㈤_(kāi)發(fā)過(guò)程，在實(shí)踐過(guò)程中才能更迅速的提高對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的分析、設(shè)計(jì)能力。
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