Java OOP三大特征之封装、继承与多态详解

概述

Java中的面向对象编程(OOP)是通过三大特征来支持的，它们分别是：封装、继承和多态。

本文将详细讲解Java OOP三大特征之封装、继承与多态的定义和实现方式，帮助读者深入理解Java面向对象编程的核心概念。

封装

封装是指将数据和方法包裹成一个类，并对外提供有限的访问权限。封装可以隐藏类的实现细节，提高了代码的安全性和可维护性。

语法

在Java中使用关键字 private、protected、public 来定义成员变量和方法，实现封装。

示例：

public class Person {
    private String name; // 私有成员变量，只能在类内部访问
    protected int age;   // 受保护的成员变量，只能在类内部和子类中访问
    public void setName(String name) { // 公有方法，可以被外部访问
        this.name = name;
    }
}

封装的优点

1. 降低类的耦合度，提高系统的可维护性和可扩展性；
2. 对外隐藏类的实现细节，提高代码的安全性；
3. 可以控制数据的访问权限，保护数据的完整性。

继承

继承是指一个类可以从另一个类继承属性和方法。被继承的类称为父类（或基类、超类），继承的类称为子类（或派生类）。

语法

在Java中使用关键字 extends 实现继承。

示例：

public class Animal {
    public void eat() {
        System.out.println("Animal eat");
    }
}

public class Dog extends Animal {
    @Override
    public void eat() {
        System.out.println("Dog eat");
    }
}

继承的优点

1. 可以重用已有的代码，避免重复编写相似的代码；
2. 提高了代码的可维护性和可扩展性。

多态

多态是指同一种行为具有多种不同的表现形式或状态。在Java中，多态包括方法重载和方法重写。

方法重载

方法重载是指在一个类中定义多个同名的方法，但是方法的参数类型、个数或顺序不同。

示例：

public class Calculator {
    public int add(int a, int b) {
        return a + b;
    }
    public double add(double a, double b) {
        return a + b;
    }
    public String add(String a, String b) {
        return a + " " + b;
    }
}

方法重写

方法重写是指在子类中定义一个和父类重名的方法，但是方法的实现不同。

示例：

public class Animal {
    public void eat() {
        System.out.println("Animal eat");
    }
}

public class Dog extends Animal {
    @Override
    public void eat() {
        System.out.println("Dog eat");
    }
}

多态的优点

1. 提高了代码的灵活性和可维护性；
2. 隐藏了对象的真实类型，增强了代码的安全性和可读性。

总结

Java OOP三大特征之封装、继承与多态是Java编程中最基础的知识点，对于Java开发人员而言，无论从基础还是从进阶的角度讲解，都是不可或缺的。通过学习本文，您可以更好地理解Java面向对象编程的核心思想，进一步提高Java编程能力。

示例

示例1：封装

下面是一个Person类的例子，该类包含私有成员变量和公有方法，体现了封装的概念。

public class Person {
    private String name; // 私有成员变量，只能在类内部访问
    public void setName(String name) { // 公有方法，可以被外部访问
        this.name = name;
    }
    public String getName() {
        return this.name;
    }
}

示例2：多态

下面是一个Animal类和Dog类的例子，其中Dog类重写了Animal类的eat()方法，体现了多态的概念。

public class Animal {
    public void eat() {
        System.out.println("Animal eat");
    }
}
public class Dog extends Animal {
    @Override
    public void eat() {
        System.out.println("Dog eat");
    }
}
public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Animal animal = new Animal();
        Dog dog = new Dog();
        Animal a = dog;

        animal.eat(); // Animal eat
        dog.eat();    // Dog eat
        a.eat();      // Dog eat
    }
}